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1 1 CEDERJ – CENTRO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR A DISTÂNCIA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO CURSO: Engenharia de Produção DISCIPLINA: Desenho CONTEUDISTAS: Hector Reynaldo Meneses Costa Leydervan de Souza Xavier Ricardo Alexandre Amar de Aguiar Designer Instrucional: Cristina Ávila Mendes/Fernanda Felix Aula 1 – Desenho: uma solução de linguagem "Você entendeu.... ou prefere que eu desenhe?” Metas Apresentar o desenho como linguagem de representação, diferenciando o desenho técnico de outras formas gráficas e a relevância deste para as Engenharias e, dentre elas, a Engenharia de Produção. Objetivos Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: 1. Reconhecer o desenho como linguagem de representação do real e de realização de projetos e, como consequência, a sua importância para a formação do engenheiro de produção. 2. Distinguir um desenho técnico de outras formas gráficas. 3. Reconhecer os instrumentos para a elaboração de desenho técnico. 4. Reproduzir desenhos em esboço (à mão livre) e com instrumentos de desenho técnico, em papel. Pré-requisitos: Nesta aula, você terá uma atividade em que precisará dispor dos seguintes materiais de desenho: 2 2 ● Lapiseira 0,7 ponta de aço (grafite 2B); lapiseira 0,3 ponta de aço (grafite HB); ● Esquadros 60º e 45º; régua de 30 cm ou escalímetro; borracha; ● Bloco de papel (liso e com margem); ● Fita crepe; compasso, guardanapo, pano ou flanela; ● Álcool; ● Acessórios opcionais: “mata-gato”, gabarito de círculos, papel quadriculado e isométrico, vassoura de mão com cerdas macias. 1. Introdução Por que e para que um engenheiro de produção precisará de Desenho Técnico? Como Engenheiro, posso trabalhar sem conhecer ou usar desenhos? A resposta honesta, para a maioria dos casos, é não. A Engenharia de Produção (EP) atua em muitas áreas e, em cada uma delas, conversa com outras engenharias e, também, outros campos do conhecimento e, de um modo geral, o desenho técnico é uma ferramenta indispensável no interior da própria EP e na sua interação com o ambiente. Como assim? Vamos pensar em três situações que podem ilustrar o que foi dito e que você poderá constatar quando estiver atuando no ambiente profissional, em breve, como estagiário ou engenheiro. Situação 1 – Projeto de Instalações e Laiaute: Primeiro, um pergunta simples: onde ocorre a produção de qualquer produto ou serviço? Você pode pensar em muita coisa, mas a resposta mais geral e mais simples é esta: em uma organização! Exemplos de organizações seriam: um banco, um hospital, uma indústria metalúrgica, uma escola, uma central de distribuição de um operador logístico, um bureau de serviços, uma refinaria de petróleo, uma ONG, entre outros. Mas produção significa transformação, mediante a realização de um trabalho, que pode ser sobre um metal ou sobre uma 3 3 fotografia, um relatório, ou uma informação. Para qualquer forma de trabalho é preciso ter os recursos (mobiliário, ferramentas, água, luz, ar comprimido, sinal de rede lógica por cabo ou radiofrequência, telefonia, gás, vapor, são, apenas, alguns exemplos) e, entre eles, um lugar para trabalhar. Quem determina esse lugar? Como ele será arrumado? Tudo isto é trabalho do engenheiro de produção em parceria com outros profissionais. Assim, qualquer projeto de ambiente de trabalho ou linha de produção ou processo produtivo dentro de uma organização, envolverá, antes de funcionar, um projeto de laiaute (do inglês: layout), que significa “como as coisas estarão dispostas”. Esse projeto só ocorrerá se houver uma integração entre os engenheiros de produção, civis, mecânicos, elétricos, arquitetos, engenheiros de segurança, engenheiros ambientais e muitos outros profissionais, dependendo de cada caso. Na maior parte do tempo, antes de qualquer molécula ser movida no mundo da vida, muito desenho técnico vai ser feito e refeito, até que todos os detalhes fiquem definidos e todos estejam de acordo para que o que foi imaginado seja realizado. O projeto e o desenho se confundem e, por um bom tempo, a única coisa que as pessoas envolvidas verão de um projeto, que um dia será uma edificação, equipamentos, linhas de produção com muitas máquinas, serão as linhas e símbolos de desenho, seja no papel, em uma tela de computador ou em uma sala de realidade virtual. Veja o exemplo da Figura 1, em que um desenho foi usado para que um grupo de profissionais de engenharia discutisse onde e que equipamentos seriam instalados em determinado laboratório. Nesta fase e nesse desenho, que representa uma sala delimitada por paredes externas e divisórias internas, apenas alguns elementos estão sendo discutidos e representados através de notas explicativas e de símbolos, que você vai conhecer em detalhes, mais adiante. Depois desta 4 4 etapa, foram acontecendo outras, com desenhos mais detalhados. Aqui, como você verá adiante, estamos lidando com uma planta baixa (desenho de arquitetura) e, sobre ela, estamos discutindo a ocupação do espaço com as dimensões (cotas) dos espaços e das posições relativas dos elementos dentro do ambiente. . 8 5 0 0 m m 5850mm 1100mm Projetor Multimídia Suporte de teto (gesso) Chegada de áudio 6 vias, vga (12m) 6 cx som Junto ao teto 4 0 0 0 m m Porta de correr 1200 mm Pelo lado de fora Vão livre 1000 mm 2 1 0 0 m m Tomada baixa laptop Linha x Forro de gesso 3 0 0 0 m m 4750mm 1 2 5 0 m m 1 0 0 0 m m a b 1250mm Vista de a 1000mm 2 1 0 0 m m 6 0 0 m m 5 0 0 m m Esboço da porta 1200mm ? Vista de b 4000mm LPDMO 4750mm Figura 1.1 Laiaute inicial do LPDMO (Laboratório de Projeto e Desenvolvimento de Modelos) CEFET/RJ. Situação 2-Delineamento de produção: 5 5 O engenheiro de produção, em muitos contextos, vai interagir com profissionais de engenharia mecânica, por exemplo, para discutir quais serão os métodos de se fabricar um produto e, de como fazer isso em uma escala de produção, dentro de uma organização que possui máquinas e colaboradores com qualificações diversas. Em alguns casos isto é chamado de delineamento de produção, e tem a ver com projeto de produto. Veja o desenho técnico de uma peça apresentado na Figura 1.2. Calma! Existem muitas informações que estão indicadas de uma forma que você ainda desconhece, mas, por outro lado, você já consegue enxergar e entender várias outras. Mas o que será isso? Figura 1.2 - Exemplo de um desenho técnico a ser avaliado pelo engenheiro de produção para um novo projeto. Autor da imagem: Hugh Dutton Associés Link da imagem: https://www.flickr.com/photos/hdaparis/10579490923/in/photostream/ Vamos ver essa peça com o recurso de uma fotografia, ao invés de um desenho técnico de engenharia, para você comparar o que imaginou antes e agora. https://www.flickr.com/photos/hdaparis/10579490923/in/photostream/ 6 6 Figura 1.3 - Foto da peça aprovada, produzida e instalada em um prédio em Hong Kong. Autor da imagem:Hugh Dutton Associés Link da imagem: https://www.flickr.com/photos/hdaparis/10579264606/in/photostream/ Com essa imagem você entendeu tudo, não é? Mas, apenas, com ela, não é possível fabricar nada! Aquelas informações codificadas no desenho técnico, ao contrário, permitem que qualquer pessoa qualificada, em qualquer país, como, por exemplo, um engenheiro de produção, organize sua fabricação. Nesse caso, há várias informações escritas em inglês, mas em muitos desenhos você vai encontrar, exclusivamente, símbolos. Com isso, assim como na matemática, podemos ter o desenho como uma linguagem universal, independente do idioma das pessoas envolvidas. É justamente nesse ponto que a disciplina de Desenho contribuirá para a sua formação. Ela irá ajudá-lo a entender a linguagem visualdeste tipo de representação e sua importância para a Engenharia de Produção. Reveja, por 7 7 favor, os objetivos e a meta dessa aula, elas devem estar mais claras para você, agora! Vamos, então, começar do começo... 2. O Desenho como linguagem “A palavra ou a língua, escrita ou falada, parece não ter nenhuma importância no mecanismo do meu raciocínio. Os elementos psíquicos básicos do pensamento são sinais determinados e figuras mais ou menos claras, que podem ser reproduzidos ou combinados ”à vontade”. (Albert Einstein) Você já pensou em um mundo sem linguagem? Para nós, seres sociais, isso é impossível. Mesmo quando não existia uma língua falada, o homem lia e transmitia sinais no olhar, no movimento do corpo, nos gestos, como nós, ainda,fazemos hoje. Sem fugir de nosso objetivo aprofundando esse tema, pense em uma linguagem com um código, composto de elementos e regras de uso. Podem ser gestos, fonemas, caracteres escritos, que usamos para expressar, para alguém, uma mensagem. Assim, antes que nossos ancestrais pudessem criar uma linguagem simbólica com letras e palavras, eles desenhavam. Por quê ou para quê? Você já foi criança e toda criança desenha, antes de escrever! Por quê? Se você lembrar, pode dizer... ou será uma necessidade natural de se expressar, de se comunicar ou registrar o que está vendo? E depois, curtir sua obra de arte...mostrar para os outros e ver a reação deles? 8 8 Mas por que desenhar é tão poderoso e tão prático? Talvez porque "uma imagem valha mais que mil palavras"! Isto parece cada vez mais válido em uma sociedade que usa e abusa da imagem impressa ou digitalizada. Tente explicar para alguém como dar um nó no cadarço do tênis...é, para alguns, tão fácil de fazer e de mostrar, mas descrever não é nada fácil! Você poderia viver sem os mapas ou os sites de localização? Ou ainda sem GPS? Poderia, mas ninguém quer isto, não é? Antes dos "selfies" e quando não havia espelhos, havia o reflexo na água para nos vermos e sabermos como éramos...Quantas fotos você viu ou tirou hoje? Cada uma dessas imagens é um desenho técnico, você sabia? Na essência, são iguais ao de uma máquina, edifício ou circuito elétrico, que você vai usar em engenharia. Comunicação é parte de nossa natureza psicossocial e, sem ela, não seríamos humanos. O desenho, seja ele o do engenheiro ou da criança, e todas as formas de imagem são parte desta natureza social, de estar e por em comum, mas além dessa, todas as formas de comunicação, validadas pelo uso entre as pessoas, podem ser consideradas, em alguma medida, linguagens. Assim, tanto o desenho à mão livre quanto o desenho técnico se encaixam no âmbito do que consideramos linguagens, nesse caso, especificamente, da linguagem visual. Mas o que o desenho técnico pode fazer por nós, como engenheiros de produção? E o que tem feito... É isso que veremos nessa aula! Vamos ver mais alguns exemplos? 9 9 Você já comprou uma estante, ventilador ou qualquer coisa que veio d-e-s-m-o-n- t-a-d-a que teve de montar sem ajuda? Ou precisou consultar um manual para abrir um equipamento e trocar bateria ou instalar um chip? Se você teve que fazer isso, provavelmente, foi um desenho técnico que o salvou! Olhe, por exemplo, na Figura 1.4, o conjunto de desenhos para a montagem de uma estante. Eles foram feitos para que uma pessoa sem formação técnica específica pudesse ler e entender. Os desenhos técnicos que os engenheiros usam podem e vão ser mais complexos do que isto, porque haverá regras e normas que precisam ser conhecidas para interpretá-los. Figura 1.4 Montagem de uma estante. http://www.oppa.com.br/media/blfa_files/estante-murat-193-57_1.pdf Veja outra situação. Já aconteceu de você ter uma ideia, tentar explicar a alguém e precisar recorrer ao papel e ao lápis para esboçá-la, de modo a torná-la mais clara para a outra http://www.oppa.com.br/media/blfa_files/estante-murat-193-57_1.pdf 10 10 pessoa? Nessa situação, você representou algo que estava apenas em sua imaginação e a tornou visível ao outro por meio do desenho, que não necessariamente possuem um vínculo com objetos da realidade. Um exemplo disso são as histórias em quadrinhos e os games, que podem representar situações e personagens que só existem na mente de seus criadores. Podemos pensar em várias motivações do dia-a-dia para desenhar, mas há duas razões fundamentais: a primeira delas é tornar visível para o mundo algo que, antes, estava, virtualmente, em nossa imaginação, essa é a essência da comunicação. A outra é que ao desenhar, nos comunicamos conosco mesmos e, intencionalmente ou não, continuamos nosso processo de imaginação, interagindo com o que já desenhamos, acrescentando cada vez mais elementos ou mudando ideias. Assim, fazendo conexões de coisas mais simples, desenvolvemos ideias complexas. Diante de problemas ou necessidades, busca-se uma solução, através do projeto. As ideias organizadas viram produtos que, se forem validados pela sociedade, são produzidos e usados. Como isto se gera novas demandas, e problemas, realimentando o ciclo de problema-projeto-produto-produção- problema. O desenho está integrado a esses processos criativos e de comunicação, como esquematizado na figura 1.5. 11 11 Figura 1.5 Esquema cognitivo do desenho e suas motivações.Esquema dos autores. Da mesma forma que fazemos listas para não esquecermos, desenhamos para dar suporte a processos de abstração muito complexos, que não conseguiríamos fazer, apenas, mentalmente. Ao escrever um texto ou desenhar, nossa imaginação sofre restrições lógicas de forma, de regras, de espaço e dos recursos que temos e isso nos obriga a melhorar uma ideia e a aproximá-la mais da realidade em que pretendemos materializá-la. Uma frase falada nem sempre fica bem escrita e precisamos buscar novos termos, nova ordem. Um objeto imaginado, nem sempre se encaixa em outro ou cabe em um lugar quando desenhamos seguindo proporções e precisamos ajustar sua forma ou sua posição. Veja uma versão em desenho sem instrumentos e sem dimensões 12 12 precisas daquela peça vista antes, que pode ser observado na figura1.6. Mesmo em esboço esse desenho já nos permite pensar muita coisa e, serve de base para outras etapas de projeto, até a fase final, que, também, já vimos acima. Figura 1.6. - Exemplo de um esboço feito à mão livre da peça analisada. Autor da imagem:Hugh Dutton Associés Link da imagem: https://www.flickr.com/photos/hdaparis/10579484813/in/photostream/ Grandes pintores e artistas fazem "estudos" que são esboços antes de se dedicar à execução da obra final. O que era virtual foi materializado e usado para novo processo criativo, até ficarem prontas as obras fantásticas que vemos e admiramos nos museus. Veja na figura 1.7. 13 13 Link da imagem: https://pt.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci #/media/File:Das_Abendmahl_(Skizze).jpg Link da imagem: https://pt.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci Figura 1.7. - Esboço e quadro da obra A Última Ceia, de Leonardo da Vinci. São geniais, mas a mágica por trás do quadro ou da pedra esculpida é que todos foram, tecnicamente, projetadas com recursos de desenho, assim como, vai ocorrer no mundo da engenharia, com uma casa, um navio ou avião de nossos dias. Na Figura 1.8 está uma anotação sobre um peça, em fase de concepção e, na Figura 1.9, estão os desenhos, já no padrão típico da engenharia, com as peças detalhadas na sua forma final, prontas para serem fabricadas e montadas. As ideias se desenvolvem e materializam, como os desenhos registram. Todas elas, são obras do gênio criativo humano que, também, está dentro de você, engenheiro! 14 14 Figura 1.8 Esboço com anotações de um dispositivo de fixaçãofeito com peças de aço e soldagem. Figura 1.9 Desenho técnico e ilustração isométrica de um dispositivo de ficção feito com peças de aço e soldagem (unidade: mm). Fonte: os autores. 2.1. As origens do desenho 2.1.1. O desenho como forma de comunicação 15 15 A comunicação é a base da interação social e, com isto, da cooperação para a produção coletiva, em qualquer época. Por exemplo, alguns pesquisadores acreditam que as pinturas rupestres já poderiam ser usadas para indicar ao grupo tribal o tipo de caça e a forma de caçar em grupo, ou ainda, os diversos animais de interesse, alguns deles predadores, que precisavam ser evitados. Observe-se o uso de sombras e técnicas de perspectiva já usadas há mais de 20.000 anos atrás, como pode ser observado na figura 1.10. Figura 1.10 - Imagem da Gruta de Lascaux. Box Multimídia Já pensou em visitar a Gruta de Lascaux? A visita presencial não é permitida por terem descoberto que o CO2 de nossa respiração ser capaz de deteriorar a pintura datada com mais de 10mil anos. Mas, com o advento da tecnologia, foi criado um tour virtual e você pode visitar do seu computador todas as alas dessa caverna e ver com detalhes as pinturas. OBS: no box a letra é menor . NO próximo box você usar tamanho normal , seria bom padronizar 16 16 Visite o link http://www.lascaux.culture.fr/ 2.1.2. O desenho como ferramenta tecnológica Na Figura 1.11, consta a representação de uma linha do tempo, com alguns dos eventos que ajudam a entender a trajetória do desenho, como uma linguagem e uma tecnologia que foi se modificando de acordo com as possibilidades e as necessidades de cada época. Figura 1.11– Linha do tempo do uso do desenho técnico Ao se buscar na história esses registros, encontra-se na Mesopotâmia, em uma estatueta, um desenho inscrito (esculpido em baixo relevo) que, em tudo, lembra uma planta baixa, representando uma fortaleza. Mais adiante, a possibilidade de usar papel, ao invés de pedra, torna disponíveis à Grécia e à Roma antigas, outros recursos para pintar e desenhar, como as http://www.lascaux.culture.fr/ 17 17 perspectivas de algumas edificações. Alguns séculos se passaram e Leonardo Da Vinci e Piero della Francesca, na renascença, utilizam perspectivas e desenhos a partir de pontos de observação diferentes, em uma mistura de arte e desenho técnico. Box multimídia As invenções de Leonardo da Vinci Link da imagem: https://pt.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci#/media/File:Leonardo_da_Vinci_helicopter_and_lifti ng_wing.jpg Além de exímio pintor renascentista, Leonardo da Vinci também criou diversos artefatos engenhosos, como um tanque de guerra, asa delta, robô e até uma bicicleta! Saiba mais sobre as suas invenções visitando o seguinte endereço:http://noticias.terra.com.br/educacao/voce-sabia/vc- sabia-davinci/ Quase três séculos depois, Gaspar Monge desenvolve a Geometria Descritiva(GD).Cerca de cem anos depois, surge a perspectiva isométrica, em https://pt.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci#/media/File:Leonardo_da_Vinci_helicopter_and_lifting_wing.jpg https://pt.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vinci#/media/File:Leonardo_da_Vinci_helicopter_and_lifting_wing.jpg http://noticias.terra.com.br/educacao/voce-sabia/vc-sabia-davinci/ http://noticias.terra.com.br/educacao/voce-sabia/vc-sabia-davinci/ 18 18 Cambridge, com William Farish e, já em plena Revolução industrial, começa o processo de normalização no Reino Unido. Gaspard Monge (1746 -1818) - de origem plebeia, filho de comerciante pobre (tempos de Luís XVI), demonstrou capacidade intelectual que impressionou instrutores da Escola Militar de Meziéres - passou de aluno a professor. Destacou-se como cientista que atuava em matemática, física e química. Na Revolução Francesa foi um dos responsáveis pela preparação de artigos para as “Memórias da Academia de Ciências”. Na obra “Geometria Descritiva, fundamenta sua teoria, que era representar em superfícies planas (bidimensionais), como, por exemplo, uma folha de papel, com duas dimensões (comprimento e largura) os objetos que têm três dimensões (comprimento, largura e altura (tridimensionais). Fonte: Wikipedia Commons.Domínio público. http://pt.wikipedia.org/wiki/Gaspard_Monge#/media/File:Gaspard_Monge.jpg Geometria Descritiva- é um ramo da geometria, baseada nos métodos desenvolvidos por Gaspar Monge, que visa representar em um plano, objetos tridimensionais. As projeções do objeto no plano permitem determinar distâncias, ângulos, áreas e volumes de forma exata. Em 1963, Otto Butter patenteia nos EUA a primeira máquina de desenhar e sete anos depois, com a disponibilidade de recursos eletrônicos, Sutherland desenvolve uma prancheta de desenho eletrônica. Em seguida, nas décadas de setenta e oitenta o desenvolvimento de softwares e hardwares segue um ritmo elevado. Nas décadas de 90 e 2000 o uso de microcomputadores pessoais com processadores e placas gráficas cada vez mais potentes viabilizou o uso de algoritmos mais avançados que multiplicaram as possibilidades de representação tridimensional. Nos anos seguintes, tanto os computadores quanto os softwares 19 19 avançaram,culminando com as tecnologias assistidas por computador dos dias de hoje que envolvem desenho, simulação e fabricação, como será visto nas aulas seguintes. Analisando-se a trajetória indicada na linha do tempo, pode-se lembrar de que, até a chamada Revolução Industrial, havia alguma forma de produção artesanal e, mesmo quando se copiava com apoio de um modelo ou gabarito, cada produto poderia ter diferenças para os demais "iguais a ele", porque cada objeto era construído ou fabricado de forma individual e, frequentemente, por um artesão ou uma equipe de trabalhadores diferentes. Isto ainda ocorre atualmente, já que muitos profissionais produzem sem auxílio de desenhos, como marceneiros, pedreiros, serralheiros, alfaiates e outros. Todos esses produzem artesanalmente, como nos séculos passados, apesar de usarem materiais e ferramentas do século XX. Na primeira metade do século XIX surgem as tecnologias de reprodução de desenhos em cópias de fácil obtenção (blueprints). Com isto, os desenhos se multiplicavam e seria possível a vários operários e equipes trabalhar seguindo as mesmas informações, inclusive, em fábricas situadas em lugares distantes. Esse recurso foi imprescindível para diversos aspectos produtivos da Revolução Industrial. A revolução industrial é um processo social e humano complexo, mas, para efeito desta análise, cabe destacar dois aspectos: se caracterizou pela produção em série, usando potência não-humana e máquinas e, integrou redes sociais de produção, distribuição e consumo, atravessando fronteiras nacionais, como até então nunca ocorrera. Entre os diversos campos do conhecimento que precisaram 20 20 avançar e contribuir com esse processo social, a evolução da geometria se destaca, uma vez que a representação e o controle da forma e das dimensões são essenciais para o projeto e a fabricação de máquinas, sem as quais, não haveria revolução industrial. Sem a integração de fabricantes de equipamentos e a possibilidade de substituir peças por outras equivalentes, sem prejuízo da precisão, a produção em série não seria viável. As informações copiadas em desenhos foram fundamentais nesse sistema de trabalho e, pode-se dizer que neste momento da história, o desenho técnico, como o conhecemos hoje, se apresenta de forma clara e universal. Isso não significa dizer que, em outras épocas, não se usou alguma forma de "desenho técnico", mas eram formas primitivas que não dispunham dos recursos da linguagem que se usa atualmente. Outra questão, que não pode ser dissociada do desenho, é o processo de normalização. A produção envolvendodiversos agentes leva à necessidade de acordos sobre como fazer as coisas, ou em outros termos, leva à padronização de formas, dimensões, materiais e isso tudo depende de regras comuns, ou normas técnicas. O desenho é o registro fiel dessas informações, sendo sua execução normalizada, também. Não há desenvolvimento industrial sem normalização. Esse processo, iniciado em 1900, continua em franca expansão até os dias de hoje, consolidando-se ao nível de países, quando antes, ocorria ao nível de indústrias dentro de um país ou região. 3. O Desenho Técnico, suas características, recursos técnicos e instrumentos 3.1. O Desenho Técnico: uma linguagem universal e precisa 21 21 No desenho, como por exemplo, na música, pode-se fazer uma linguagem simbólica universal, na acepção de que qualquer pessoa entenda, independentemente do idioma que use em seu país ou organização. Se no sentido geral do desenho, cada imagem transmite, para cada pessoa, uma impressão particular, no caso do desenho técnico busca-se, ao contrário, que haja sempre uma única interpretação, ou uma mensagem exata, com pouca ou nenhuma margem para interpretações divergentes. O desenho técnico, nesta abordagem, se assemelha às representações matemáticas, em que se deseja a correção e a exatidão. Esta concepção técnica de desenho não seria como a conhecemos sem o trabalho do matemático francês, Gaspard Monge (século XVIII) que, devido a questões militares, padronizou a construção de fortificações com base em desenhos geométricos e com isto fundamentou a chamada Geometria Descritiva. Na solução geométrica de problemas usando recursos gráficos, a GD, desde então, é fundamental para todas as engenharias e a arquitetura. Posteriormente, nos anos 1970, quando as soluções gráficas passaram a coexistir com soluções baseadas em softwares, os problemas geométricos puderam ser tratados vetorial e algebricamente, nos chamados Computer Aided Design (CADs) ou projeto assistido por computador. E, mais adiante, as fronteiras entre concepção, projeto e fabricação puderam ser integradas, através de outros sistemas Computer Aided Engineering (CAE), que significa engenharia assistida por computador e Computer Aided Manufacturing (CAM), que quer dizer fabricação assistida por computador. Assim, por exemplo, é possível: ● conceber uma forma para uma peça; 22 22 ● dar materialidade a ela com a definição de materiais, propriedades mecânicas, elétricas, etc; ● simular em computador como o corpo formado se comportará quando estiver sendo submetido a esforços, depois de fabricado; ● simular, também, como será sua montagem, acesso e operação em conjunto com outros equipamentos; ● gerar instruções para que outra máquina fabrique a peça, um robô faça sua montagem; e ● operar e monitorar o desempenho do equipamento, como um todo, a distância, através de comandos lógicos. Quando se pode analisar o comportamento de uma peça ou de uma máquina, em computador e antes de fabricá-la, há muitas vantagens econômicas, de tempo e de segurança, sendo possível descobrir e corrigir problemas em tempo de evitar consequências no mundo real. Nesse sentido, a evolução dos sistemas CAD-CAE-CAM tem oferecido as chamadas técnicas de prototipagem rápida, que permitem a fabricação de protótipos de peças, com diversos materiais, que podem ser usados e testados, antes de se precisar organizar e realizar todas as etapas de uma produção em série da peça definitiva. De maneira semelhante às simulações computacionais, esse recurso traz muitas vantagens para os engenheiros, que desenvolvem produtos e os que organizam processos produtivos. Mais recentemente, para um grande número de casos, quando o material a ser usado permite, pode-se produzir já a peça definitiva, em condições de uso real. 23 23 Isso resolve inúmeros problemas de produção em pequena escala de produtos com formas complexas, com aplicações em diversos campos da engenharia, da arte, do ensino, etc. Todas essas ferramentas, na essência, dependem de desenho técnico, mesmo sendo um desenho realizado com auxílio de softwares e de computadores. Em algumas aplicações é utilizada uma ploter (impressora especial) 3D para desenvolvimento e estudo de determinados componentes. Na Figura1.12 está ilustrada uma sequência de produção de um componente automotivo empregando CAD-CAE-CAM. Figura 1.12 -Etapas de desenho, simulação computacional, prototipagem rápida e de fabricação e testes de um componente automotivo. 3.2. O Desenho Técnico: como produzir a simbologia gráfica? 24 24 Como linguagem, o desenho técnico precisa ser realizado seguindo regras ou convenções, que permitam sua interpretação exata. Quando isso se refere à execução gráfica (em papel) tudo dependerá do correto traçado de pontos, linhas, algarismos e símbolos diversos. Para representar esses elementos com precisão, será necessário usar instrumentos, também, de precisão e técnicas corretas. Quando esse processo é feito em CAD, as regras de representação são as mesmas, mas a execução gráfica não dependerá mais de habilidade manual nem de instrumentos de uso manual, mas de operações lógicas e do desempenho do software, do computador e dos periféricos usados (impressoras, mesas de digitalização, etc). Assim, serão apresentados os meios para desenhar e, em seguida, as convenções de desenho que, formalmente, são chamadas normas técnicas de desenho. Em muitas circunstâncias práticas, por questões de tempo, lugar, custo e outras, realizar esboços de qualidade ou pequenos desenhos, é mais vantajoso ou viável do que desenhar usando CAD, quando esse recurso está disponível. Por isto, você que pode estar pensando em desenho no papel como coisa do passado, mas deve ficar atento! Além disto, a prática de desenho 2D (no papel) obriga nosso cérebro a fazer certas operações que, com o computador, não executamos. Isso desenvolve nossa capacidade de visualizar 3D a partir de imagens 2D e vice-versa. 25 25 Outra coisa: como nesse texto o objetivo é o desenho feito em papel, toda vez que você encontrar a expressão desenho ou desenho técnico daqui para frente, será aquele na forma gráfica sobre papel ou seja, aquele que não será digital, realizado em CAD, combinado? Atividade 1 (atende ao objetivo 1) Na Fig. 1.4 há uma intenção de ilustrar as relações entre o desenho técnico, o projeto, o mundo da vida e o espaço e o tipo de atuação, por exemplo, do engenheiro de produção. Analise a figura e explique a função do desenho técnico nesse contexto, que será o seu próprio mundo de trabalho profissional. Lembre-se de que esses objetos representados não correspondem, especificamente, a nenhum objeto do mundo real e, portanto, são meros símbolos de qualquer objeto existente. Porém, as palavras problema, desenho, projeto, produto e produção têm o mesmo significado que empregados no mundo profissional. Resposta comentada: Como foi historiado, o desenho é uma linguagem que sempre esteve presente na vida do homem. Mas o desenho técnico usado por nós engenheiros, ainda que seja, na generalidade, um desenho como os outros, tem especificidades que fazem toda a diferença. Ele assume um papel, no momento insubstituível, para nosso trabalho. Analise os movimentos ilustrados na figura e escolha ser um dos atores representados. Imagine, ainda, que um deles ou todos são engenheiros de produção, o que estão fazendo? e o que poderiam fazer se o desenho fosse retirado de seu mundo? 4. Uso de instrumentos e outros recursos para desenho técnico 26 26 Os instrumentos e recursos básicos, para desenhar estão ilustrados na figura 1.13. Figura 1.13 - Fotografia dos instrumentos de básicos. Foto dos autores. Na figura 1.13,constam os seguintes itens: 1- Folha formato A3; 2- Esquadro 30°- 60°; 3 - Esquadro 45°; 4- Legenda usada no CEFET/RJ; 5- Gabarito de círculos; 6- Folha formato A4; 7- "Mata gato"; 8- Grafite HB 0,5 mm; 9- Grafite HB 0,7 mm; 10- Lapiseira 0,5 mm; 11- Lapiseira 0,7mm; 12- Borracha tipo caneta; 13- compasso; 14- Borracha branca; 15- Escala triangular (escalímetro). Nas figuras 1.14 e 1.15 estão ilustrados outros recursos, que podem ser vistos no ambiente profissional e em referências bibliográficas clássicas. Na figura 1.14 há: 1- duas escalas triangulares de comprimentos diferentes; 2- Esquadros de 45º de 27 27 várias dimensões;3- Estojo com diversos acessórios para se usar com compassos e 4 - um compasso tradicional. Embora, tenham sido substituídos por recursos computacionais, como é o caso do normógrafo (item 1 da Figura 1.15), um equipamento usado para desenhar letras e símbolos conforme as normas de desenho e curvas francesas usadas para traçar curvas complexas (Figura 1.16). O uso de softwares e de impressoras especializadas, chamadas plotters, dispensa esses equipamentos de uso manual, nos ambientes profissionais. No que se refere a este curso, os desenhos propostos podem ser realizados, apenas, com os materiais básicos. Figura 1.14 Fotografia de instrumentos adicionais para desenho. Foto dos autores. 28 28 Figura 1.15 - Fotografia do normógrafo (1), gabaritos de símbolos (2). Foto dos autores. 29 29 Figura 1.16 Família de curvas francesas. Foto dos autores. 5. Organização e desenho estão sempre juntos A forma de se organizar e de desenhar é sempre pessoal, mas algumas recomendações básicas podem ajudar: 1) Escolha uma mesa bem nivelada, que não vibre ou balance quando se apoiar nela. A superfície da mesa, com dimensões de 60 cm por 40 cm, no mínimo, deve estar em uma altura confortável para Você, algo e torno de 70 cm do solo, ou superior, se for trabalhar em pé. Se for possível, use uma mesa com tampo inclinável e ajuste a inclinação para, pelo menos, 30º com a horizontal. Use iluminação superior ou lateral que não faça sombras e uma cadeira com apoio adequado para a coluna. Procure escolher a melhor postura para as costas e os braços, apoiando-os nos lados da mesa. Lembre-se de que, mesmo desenhos aparentemente simples, consomem bastante tempo de trabalho e que o cansaço motor e visual é fonte de muitos erros. 30 30 2) A superfície da mesa deve ser lisa e sem marcas, riscos ou depressões, para que não se criem marcas no papel, quando estiver desenhando. Se o revestimento permitir, limpe com pano seco e, em seguida, com detergente e/ou álcool, ou outro desengordurante e seque perfeitamente. Procure remover os resíduos de suor, de aparas de borracha, de marcas de fita crepe e de pó de grafite, provenientes de outros trabalhos executados. 3) Com as mãos lavadas e secas, disponha a folha de papel sobre a mesa, procurando fazer com que seu lado de baixo esteja paralelo ao lado inferior da mesa e seu lado esquerdo esteja paralelo ao lado esquerdo da mesa. Isso facilitará sua orientação no desenho. 4) Prenda, com cuidado, a folha à mesa, usando pedaços de fita crepe. Evite pedaços muito longos, que vão sujar a mesa em volta do desenho e, também, pedaços curtos demais, que podem se soltar ou rasgar o papel no momento de remover as tiras de fita crepe. 5) Antes de fazer qualquer operação sobre o papel, à exceção da borracha, limpe cada instrumento com álcool e seque bem. 6) Verifique se o grafite dentro de cada lapiseira tem comprimento suficiente para não fraturar e borrar o desenho, quando pressionado. 7) Limpe a borracha, raspando-a contra uma folha de papel limpa, auxiliar, removendo resíduos de grafite. 8) Veja, conforme o caso, como o desenho a ser executado deverá ficar posicionado na folha de papel, observando os espaços normalizados, e que não devem ser ocupados pelo desenho, para margens, legenda (parte inferior esquerda do papel) e espaço para explanações. 9) Com uso do escalímetro ou da régua graduada, procure centralizar o desenho em relação ao espaço livre para desenhar no papel, antes de fazer qualquer outra operação; 31 31 10) Escolha um ponto do desenho, geralmente, um vértice (encontro de duas arestas ou "dois lados") e marque esse ponto com a ponta seca do compasso, na folha de desenho. Deste ponto, usando os esquadros, trace linhas paralelas e perpendiculares de modo a completar o desenho, linha a linha, seguindo o modelo disponível, no caso de reprodução. Escolha uma sequência de desenho de maneira que Você evite, ao máximo, passar os esquadros ou as mãos sobre as linhas já desenhadas. Lembre-se de que o grafite adere a eles e é arrastado, se transferindo para outros pontos, indesejáveis, do papel e borrando o desenho. Limpe a borracha, raspando-a contra uma folha limpa e procure limpar as mãos e os outros instrumentos, regularmente, ao longo do trabalho. Procure "afiar" a borracha, na forma de uma cunha, evitando que fique cilíndrica ou abaulada. Isso ajuda a apagar com o lado fino da ponta, apenas, uma pequena região de interesse, sem destruir o que está correto. 11) No caso de vários desenhos em uma mesma folha (vistas ou não) tome cuidado com o espaço entre os desenhos e, nos casos de cotagem (quando há indicação das dimensões e outras características das peças), lembre-se de incluir o espaço necessário para essas informações no momento de centralizar e executar os desenhos na folha. 12) Observe a largura das linhas de seu modelo e escolha com atenção a lapiseira que vai usar. Não use força suficiente para marcar o papel, quando traçar uma linha de construção, ou seja, aquela que não permanecerá no final do desenho. Procure marcar, com a ponta seca do compasso, os limites das linhas sobre a régua ou o escalímetro, antes de riscar, evitando prolongamentos que precisarão ser apagados depois. Evite traças linhas, apoiando o grafite na régua ou no escalímetro, dando preferência aos esquadros. Isso garante o paralelismo e evita se suje os instrumentos de medição usados com muito frequência. 13) Antes de riscar uma linha, apoie a lapiseira cuidadosamente, de modo que a ponta de grafite esteja o mais vertical possível e apoiada contra o esquadro. Isto 32 32 evitará linhas traças com a ponta inclinada, com larguras incorretas ou não- homogêneas. 14) Se for necessário apagar alguma linha, procure usar a borracha com a ponta o mais fina possível e proteja a parte do desenho que deve ser preservada, usando uma régua de alumínio de espessura pequena (acessório opcional) ou folha de alumínio usado em cozinha. Procure limpar sempre o desenho com a flanela e, jamais, com as costas ou a palma da mão. Lembre-se do pó de grafite! O pior erro que se comete é estragar o desenho pronto! 15) Procure soltar as fitas adesivas com cuidado, sem puxões violentos. Elas não devem fazer o papel escamar ou rasgar, nem deve ficar resíduos das fitas no papel. Puxe a fita começando pelo lado do papel, em direção à mesa. 16) O papel com o desenho pronto pode ter várias dimensões normalizadas. Se for possível, guarde em uma pasta ou enrole e guarde em um tubo (acessório opcional). Os papeis com formatos normalizados podem ser dobrados para arquivamento e Você pode ter de fazer isto. Procure, quando for o caso, fazer esse dobramento com cuidado para não vincar o papel sobre partes importantes do desenho, ou sujar o desenho, ao manusear a folha durante o dobramento. 17) Procure limpar o material de desenho e guardar cada instrumento separado, protegido por uma capa ou embalagem macia. Os esquadros arranhados dificultam a visão do desenho. Evite guardar o rolo de fita crepe em lugares que possam contaminar as bordas com poeira ou fibras, que vão se transferir e manchar o papel de desenhoou a superfície da mesa. Na Figura 1.17 estão indicadas diversas composições, usando os dois esquadros (45º e 60º) para se obter ângulos em relação ao eixo horizontal. Essas posições são recorrentes na execução de desenhos com instrumentos. 33 33 Figura 1.17 - Esquema de como usar os esquadros para traçar linhas com diversas inclinações em relação ao eixo horizontal. Observação: No final deste material estão anexados modelos das folhas de desenho padronizadas, com a legenda e, em alguns casos, linhas pré-impressas 34 34 para auxiliar a execução de desenhos sem instrumentos. Imprima essas folhas e use as folhas impressas, preservando os modelos. Box multimídia Um recurso muito útil para desenhar, faça você mesmo! https://www.youtube.com/watch?v=4_L7u7rASkQ Atividade Final (atende aos objetivos 2, 3 e 4) a) Exercício de esboço (desenho sem instrumentos): use a folha impressa padronizada, com legenda do CEFET/RJ e linhas isométricas pré-impressas e reproduza, sem instrumentos, o desenho a seguir.Você irá encontrar a folha ao final do material. https://www.youtube.com/watch?v=4_L7u7rASkQ 35 35 Legenda: Esboço blocos e placas superpostos. Instruções: Como não há dimensões indicadas, pratique seu senso de proporção para que seu desenho se aproxime, ao máximo do modelo. Como você tem disponíveis linhas de referência, procure cobrí-las o mais retilinea e homogeneamente possível. Resposta comentada: Com este trabalho você vai desenvolver seu senso de observação, proporção e a coordenação motora. Lembre-se de girar o papel para que sua mão se movimente na posição mais firme e favorável. Experimente, se você é destro, desenhar sempre da esquerda para a direita, com a mão descrevendo uma linha ou breve arco na horizontal. Se você é canhoto, faça da direita para a esquerda o movimento horizontal da mão. Se for desenhar linhas verticais, comece de cima para baixo. O modelo tem imperfeições típicas de um esboço, procure observá-las e corrigí-las no seu desenho. No futuro você deverá desenhar sem o auxílio do papel pré-impresso e comparar a evolução de seu traçado à mão livre. b) Exercício de desenho com instrumentos: Reproduza as linhas do desenho a seguir, usando o par de esquadros e a folha impressa padronizada, com legenda do CEFET/RJ e linhas isométricas pré-impressas.Você encontrará a folha ao final do material. 36 36 Legenda:Esboço: vista explodida. Resposta comentada: Neste caso, perceba que a intenção no esboço é mostrar, além das formas das peças, que elas se encaixam. Isso é um exemplo do que se chama de vista explodida, como se um conjunto fosse desmontado para se entender como as partes se unem. Observe as imperfeições do desenho e procure corrigi-las. Mantenha as proporções entre as peças. Com este trabalho você continua 37 37 trabalhando seu senso de observação, proporção e a coordenação motora, mas agora, usando instrumentos. Lembre-se de prender o papel e usar os instrumentos conforme as indicações do item 4. As demais indicações, dadas no exercício anterior, continuam válidas. No futuro você deverá desenhar com instrumentos sem o auxílio do papel pré-impresso e comparar a evolução de seu traçado. Conclusão Um desenho técnico definitivo é um documento, impresso ou digital, que só se obtém com a integração do conhecimento de diversas normas técnicas, do domínio dos instrumentos e recursos disponíveis para desenhar, sejam manuais ou computacionais e, ainda, de uma interpretação da realidade que se quer representar, orientada por convenções bem definidas. Da mesma forma, para se ler um desenho, como se trata de uma linguagem rica, é preciso ter a cultura técnica para decodificar e integrar em um certo sentido lógico, todos os símbolos e regras que foram usados na sua produção. Em movimentos discretos e progressivos, você caminhou bastante nesta direção! Resumo Nessa primeira aula, foi proposta uma analogia entre o desenho técnico e outras linguagens, de modo a explorar a lógica de comunicação que todos usamos no dia-a-dia, para pensar na lógica de regras, símbolos e propósitos específicos de desenho técnico. Pôde-se percorrer, introdutoriamente, o caminho típico de projeto em engenharia, usando os diversos tipos de desenho como forma de acompanhar e distinguir as características e necessidades de cada etapa, desde a concepção inicial de uma forma ou equipamento. 38 38 E, também, foi possível desenvolver habilidades manuais e de visão espacial, no duplo movimento de ler desenhos e fazer desenhos. Referências Bibliográficas LEAKE,James;BORDERSON,Jacob.“Manual de desenho técnico para engenharia: desenho, modelagem e visualização. Rio de Janeiro: LTC, 2010. ESTEPHANIO, Carlos. “Desenho Técnico Básico; 2o. e 3o. graus”. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1984. FRENCH, Thomas E. “Desenho Técnico e Tecnologia Gráfica”. 6. ed. São Paulo: Globo, 1999. FRENCH, T.T.”Desenho Técnico e Tecnologia Gráfica”. São Paulo: Globo, 1995. GIESECKE, Frederick E et al. “Comunicação Gráfica Moderna”. Porto Alegre: Bookman, 2002. HOELSCHER, Randolph P. “Expressão Gráfica: Desenho Técnico”. 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