cum s-a obtinut prima suprafata "perfect"plana?

Salut,

de ceva vreme ma tot framanta o intrebare: oare cum s-a obtinut prima suprafata cu adevarat plana? Ma refer aici la mijloace empirice. In zilele noastre este usor, doar ca suprafatele plane de azi copiaza intr-un fel sau altul alte suprafete plane: turnare in forme cu fete deja plane, freze mecanice care se misca pe axe perfect drepte si aliniate in planuri, taierile sunt facute cu scule care au deja axele drepte, slefuirile sunt facute de scule cu suprafete deja drepte etc. Acum deja avem laseri care permit obtinerea de repere drepte, folosim sisteme de oglinzi deja plane asezate in sisteme perfect plane pentru amplificarea erorilor optice, avem microscoape etc.

In natura nu cred ca se gaseste pe undeva... Chiar si solidificarea unui lichid cred ca produce o suprafata oarecum deformata.
Revine obsesiv intrebarea, cum s-a obtinut prima suprafata plana cu metode empirice?

Va rog sa luati cuvantul "perfect" in acceptiunea generala de "aproape perfect"
Va multumesc pentru raspunsuri!

Ata si plumb ca reper?

 batranul_geo, on 07 noiembrie 2013 - 23:39, said:

Nici tu n-ai somn, asa-i?

Asa cum se obtin si acum de foarte multe ori:

- sisturile cristaline, silex-ul, etc, se sparg in planuri relativ paralele, in functie de structura cristalina.
- coarda prinsa la doua capete de arc si intinsa intr-un singur punct relativ median ( cu marja mare), descrie si la intindere cat si la destindere, un plan, care se poate si imprima in lut sau alt material, care apoi se poate chiar vitrifia la duritati mari.
- o coarda prinsa la un singur capat si rotita in jurul lui, prin tragere de la capatul opus, daca are o lungime mare, poate reduce toleranta de planeitate a discului descris in spatiu ( cat si pe o eventuala suprafata de prelucrat), pana la valori neglijabile, daca exista un raport mare intre capatul de care se trage, si zona care prelucreaza.
- racirea relativ lenta natural-gravitationala a unui lichid sau topituri; daca racirea intervine dupa autonivelare, si vascozitatea lichidului sau topiturii este relativ redusa atat in sine, cat si vis-a-vis de timpul de racire, se obtin suprafete relativ plane relativ la dimensiunea lor - curbura pamantului este infima pt. piese destul de mari.
- la ochiometru, si prin bibil si revenire multipla, eventual cu verificarea prin comparatie intre fetele aceleiasi placi, cat si fata de alte suprafete, fie ele chiar  si lipsite de o buna planeitate, daca se gaseste  o metoda de corectie medie.
- prin rotire, de la roata olarului si pana la strunguri moderne, se poate nivela mai intai un inel, iar prin deplasarea sculei, se poate creste suprafata plana, dinspre axa spre limita tehnica de deplasare a sculei sau / si de limita tehnica de cuplu, sau / si suport marime piesa de prelucrat.

Sfoara cu greutate, ( nu doar plumb, poate sa fie si aur care este inca mult mai greu, dar poate sa fie si o piatra mult mai usoara), poate indica verticala.
Prin rotirea unei corzi intinse, (care eventual a fost pozitionata vertical prin metoda greutatii), si apoi urmarind o linie marcata la sol sau in spatiu cu o alta coarda intinsa, se poate marca un plan vertical, orizontal sau la voie, si se poate chiar imprima si prelucra in material moale, lut, chirpici, nisip, pamant, aluat, mortar, beton, etc.

Edited by loock, 08 November 2013 - 00:20.

In aceasta dimensiune, absolutul nu exista !
Plan perfect?
Pe ce suprafata?

Suprafata apei e plana daca nu bate vantul

Am mentionat deja mai sus, insa consider ca se poate sublinia suplimentar.

Chiar si numai prin slefuire manuala, folosind scule rudimentare precum o simpla piatra sau nisip si apa, si cu  verificare pur ochiometrica, se pot obtine suprafete plane cu precizie uimitoare ( chiar microscopica), si dimensiuni variate de la cativa mm la zeci si chiar sute de metri patrati.

Edited by loock, 08 November 2013 - 00:46.

Multumesc,

dar la aproape toate aceste raspunsuri m-am gandit si eu si nu ma satisfac... Regret, Loock. Nici unul nu poate fi folosit practic pentru a ajunge la suprafetele plane din zilele noastre. Poate ca un cristal se poate sparge dupa fete plane. Ma asteptam sa-mi spui ceva de vreo raza de lumina, un experiment de fizica etc. Toate celelate metode enumerate pot generea mai mult sau mai putin suprafete plane doar pana la un anumit nivel de planeitate. Mai gandeste-te. Si-ti multumesc ca participi la discutie. Cu stima!

Edited by batranul_geo, 08 November 2013 - 01:09.

La Politehnica exista o materie careia ii zice Bazele Aschierii si Generarii Suprafetelor (anul III), exista si o materie Geometrie Descriptiva (anul I). Daca ma apuc sa-ti explic acum, ar trebui sa te umplu de spume cu multa matematica, cu toate ca a genera o suprafata plana e o chestie simpla.
Daca legi o sfoara intre doua bete infipte in pamant, ai deja o linie dreapta. Daca legi o sfoara intr-un copac si-i pui o greutate, ai o alta linie dreapta. Planul se poate genera cu 3 puncte sau 2 drepte.
Pentru a creste precizia, faci mai multe generari succesive.

Edited by Quantum, 08 November 2013 - 07:11.

 batranul_geo, on 08 noiembrie 2013 - 01:08, said:

Ce inseamna "suprafetele plane din zilele noastre"? Te referi la dimensiuni?

Quote

Vezi ca tocmai ai enuntat un absolut.

 Quantum, on 08 noiembrie 2013 - 07:10, said:

Iti multumesc de raspuns. Eu am terminat Politehnica acum ceva vreme si stiu ca m-am umplut de spume in multe randuri. Tin minte, insa, ca GD-ul era o materie frumoasa (contrar altor pareri ) pe care chiar am inteles-o. Cat despre aschiere si restul, n-am facut acea materie, insa, asa cum spuneam mai sus, toate uneltele de azi folosesc deja linii drepte si suprafete plane. Adica nu faci decat sa copiezi o forma deja existenta, pe cand eu intreb cum se poate obtine practic acea suprafata, ne-avand deja alta. O freza, odata coborata la adancimea necesara, se deplaseaza pe doua axe dintr-un plan, adica pe doua drepte . Deja "drepte''
Revin la intrebarea mea: cum ai putea tu, cu materiale din natura sa faci o suprafata dreapta, neteda si plana, cum ar fi cea pe care o folosesc in industrie azi pentru a turna o foaie de geam, de exemplu. Rationamentul meu admite si mai multi pasi, adica obtii intai dreptele, le pui in plan etc. dar sa-mi explici cum obtii asta tehnic si practic, nu in minte. O sfoara intinsa nu poate fi un "etalon" suficient pentru o coloana de bormasina, de ex. sau pentru o matrita pentru foaia de sticla asa cum este ea azi peste tot. Cum verifici acea suprafata?

Hai sa admitem urmatorul scenariu (fantastic). Daca ati citit "Un yankeu la curtea regelui Arthur", va treziti intorsi in timp in antichitate, sau in epoca medievala, esti savantul curtii si Regele tau iti cere sa-i obtii o suprafata perfect dreapta si neteda. Cum faci asta?

Multumesc tuturor celor care incearca un raspuns!
Cu stima.

Edited by batranul_geo, 08 November 2013 - 17:10.

Eu am si subliniat, insa refuzi sa crezi.
Am vazut practic meseriasi, care si in ziua de azi, realizeaza manual si ochiometric suprafete plane de dimeniuni variate, cu precizie microscopica.
Precizez ca nu fac confuzie intre textura suprafetei, si suprafata plana !!!

Prin prelucrare pur manuala, chiar fara scule speciale, se poate ajunge la un nivel de performanta, chiar mai mare decat este necesar.

Apropo de raza de lumina, ochiul ( ochiometrul) percepe reflexia luminii, si omul observa imediat diferentele de textura si planeitate.

Un posibil pas secundar, ar fi slefuirea prin utilizarea unor unelte plane dar texturate, sau mai putin texturate dar care antreneaza pulbere de slefuire, suprafete de scule obtinute prin metoda corectiei ochiometrice.
Prin deplasarea alternanta pe suprafata, cu presiune de apasare controlata si supervizata manual, eventualele defecte de planeitate, atat ale sculei cat si ale piesei de prelucrat, se minimizeaza pana la eliminare; tot procesul este supervizat continuu cu ajutorul ochiometrului, un instrument de masura cu precizie mult mai mare decat poate au cativa impresia. Precizia ochiometrului poate ajunge lejer, cel putin pt. persoane dotate, chiar si la 1/5000 mm.

Mai interesanta este istoria nivelei, care in trecut se prezenta de regula sub forma unei scule mai precise si mai performante decat este bolobocul din prezent.
Bolobocul este un dispozitiv cu precizie destul de mica, grosier, insa simplu, ieftin si cu o precizie practic suficinta pt. majoritatea necesitatilor curente.
In trecut, se folosea o nivela gravitationala, cu greutate fixata de un ac indicator, si cu o scara gradata in arc, care indica extrem de precis unghiul de inclinare, deoarece se putea calibra la 0 foarte usor, setand acul sau scara gradata pe media masuratorilor cu nivela intoarsa in ambele directii la 180 de grade.

Edited by loock, 08 November 2013 - 19:11.

Sticla se putea turna pe plumb topit si iesea plana.
Sticla se intareste in timp ce plumbul ramane topit asa ca ramane "perfect" plana.
(daca nu ma insel asa se procedeaza si astazi)

Hai sa-ti spun o povestire, care se pare ca este adevarata: in vremea trecuta ar fi venit la o fabrica din Romania Socialista o echipa de nemti sa faca un contract de bani multi, sa cumpere niste produse. Inainte de a li se prezenta produsele, inainte de a discuta orice, au cerut sa mearga la metrologie sa vada uneltele folosite si felul in care se facea etalonarea acestora. Numai dupa aceea acceptau sa mearga la prezentare, sa discute conditiile contractuale etc. Spune-mi tu acum, puteau sa-i scoata ochiul lui nea Gica de la scularie sa i-l puna in palma neamtului si sa-i spuna ca ala este cel mai bun ochi? Sper ca nu te-a suparat povestea mea, insa eu tot inginer raman si tot pe experiment si pe metoda ma sprijin... Spune-mi exact cum face meseriasul ala cu piatra de ii iese suprafata asa de dreapta.

Am sa caut in continuare, trebuie sa ma prind cum s-a ajuns la precizia si finetea de azi. Plus ca poate fi si un bun subiect de mediatie, in sensul lui Patanjali, desigur

Cu deosebit respect!
batranul geo

Later edit: am gasit asta: poate rafinez putin si gasesc vreo modalitate practica... Problema ar fi cum as obtine o raza de lumina potrivita si revine problema ecranului de proiectie, care ar trebui sa fie plan

[ https://www.youtube-nocookie.com/embed/S3ouAQvEPQo?feature=oembed - Pentru incarcare in pagina (embed) Click aici ]

Edited by batranul_geo, 09 November 2013 - 00:37.

Metoda cu topitura lichida autonivelata gravitational, am amintit-o deja in primul meu post de pe acest thred.

Pe de alta parte, theMisuser te-a pacalit, deoarece sticla float sau metoda Pilkington, este o tehnica relativ recenta, aparuta dupa 1950, si utilizata serios dupa 1960, si oricum este doar una dintre metodele curente utilizate la fabricarea placilor de sticla, si nici nu este cea mai buna in ce priveste suprafata datorita contactului cu patul de cositor.

Una dintre metodele mai bune, este overflow downdraw sau metoda fuziunii.

Ca a termin totusi cu ea, la sticla float se foloseste in general turnarea pe un pat de topitura de cositor, chiar daca uneori s-a utilizat si plumb sau alte metale si aliaje cu punct de topire relativ mic. Oricum, plumbul nu mai corespunde normelor RoHS din EU....
Cositorul oxideaza in aer si se prinde de sticla, motiv pt. care se utilizeaza atmosfera protectiva de azot si hidrogen cu presiune pozitiva...
Este o tehnologie f. bine controlata, si f. bine pusa la punct, de la temperaturi, supafete si dimensiuni, volume, viteza de tragere a rolelor care trag placile de sticla si astfel controleaza grosimea lor, etc.....

Inainte se utilizau alte tehnologii pt. obtinerea placilor de sticla plata.
Multe constau exact in slefuirea si polisharea laborioasa a unor placi de sticla mai bruta.

Placile de sticla bruta, mult timp nici nu au fost turnate, ci suflate in cilindrii, care erau apoi taiati si aplatizati pe o placa de metal.
Exista si tehnica de sticla plata crown, fara legatura cu sticla optica crown, tehnica care presupunea centrifugarea unor discuri de sticla pana la dimensiuni destul de mari ( infricosator de mari chiar), insa tehnica a aparut dupa 1300.
Mai modern, s-a trecut de la sticla suflata la metode de turnare si roluire mecanica, laminare, etc., laminare prin roluire, laminare gravitationala, etc.

Edited by loock, 09 November 2013 - 01:42.

 batranul_geo, on 09 noiembrie 2013 - 00:07, said:

SImpatica povestea. Si probabil adevarata.
Personal cred ca securitatea (comunista) a inventat mitul ochiului mai precis ca laserul pt. a ne simti si noi in randul civilizatiei.
Si-asa nu stiam noi cu cat se vor vinde produsele noastre la export si ce faceau ceilalti cu ele. Ca de pilda luate pe post de fier vechi.

 batranul_geo, on 09 noiembrie 2013 - 00:07, said:

Asta cu piatra plana e complicata. Am vazut ca si-au spart capetele o gramada cu piramidele si alte constructii din piatra cu care am avea probleme mari sa le reproducem azi.

Dar, pt. ca esti inginer, o sa-ti spun care-i problema cu ochiu' lu' Gica de la scularie. E greu de pregatit, dificil de verificat si inconsistent (mai bea omu' o dusca, se mai cearta cu nevasta, se mai satura de munca de robot etc).
Avantajul robotilor si a sculelor automate e ca odata ce le-ai programat si pus in functiune, lucreaza non-stop la un pret mai mic decat Gica. Si produc acelasi lucru si la fel de bine de fiecare data.
Desigur, pt. a face sculele originale ai nevoie de.. Gica !


E vreo piatra anume la care te gandesti cand te intrebi cum a fost facuta ?

In preistorie si in istoria antica, anumiti oameni erau preocupati de perfectiune, motiv pt. care omul a avut realizari si performante atat in filozofie, cat si in inginerie, fizica, arta in general si sculptura in particular, arhitectura, si nu in ultimul rand in manufactura sau punerea in opera a proiectelor.

Decadenta a pornit din antichitate, si a continuat apoi in evul mediu, in care oamenii nici nu mai puteau concepe niveluri inalte de perfectiune.

Arta si arhitectura egiptului era de un rafinament mult mai mare la inceput vechiului regat si chiar mai inainte, si apoi a decazut mereu, chiar daca unii istorici mai orbi de felul lor, nu sunt capabili sa vada asta.
Este adevarat, arta foarte veche era asa de diferita, evoluata, asa de rafinata, stilizata, sintetica, abstracta chiar, si in plus avea probabil si ea marca unor anumite curente si tendinte particulare, incat se poate ca "ochii" mai putin avizati sa nu recunoasca usor asta, de exemplu ar putea confunda anumite forme si proportii monumentale - care pot tine foarte bine de niste tendinte temporale, cu ceva grosolan si nerafinat - asta vazut prin prisma unei cunoasteri limitate si a unei capacitati de intelegere reduse.

Mult mai recent, in evul mediu, in general nu se simtea pur si simplu nevoia de o perfectiune asa de mare.
De altfel, multi nu o simt nici astazi, sau o simt gresit, pt. lucruri la care nici nu este esentiala sau necesara.
Au existat insa si in evul mediu exemple de ingineri si mestesugari, unii anonimi azi, altii despre care se poate afla ceva, care au obtinut performante, unele chiar extraordnare si pt. nivelul de astazi.

Din renastere, a revenit interesul pt. perfectiune in arta, stiinta si tehnologie, existand atat suportul, interesul si protectia comanditarilor regalsi sau/si avuti, cat si creatorii de geniu in aceste domenii.
Atat geometria si ingineria antica au fost redescoperite si duse inainte pe noi culmi, anatomia, stiinta, cat si arta in general, de la sculptura si pictura, pana la arhitectura.
Ca si in antichitate, in renastere erau oameni capabili sa faca aproape orice, si sa atinga perfectiunea.
Leonardo a studiat si avut performante atat in fizica si inginerie, cat si in multiple genuri ale artei.
In arta a fost pictor, si grafician, sculptor si arhitect, in toate de geniu.
A studiat anatomia in detaliu, iar in stiinta a fost preocupat de fizica in general si optica in particular, cat si de inginerie.
A realizat camere obscure, a analizat spectrul cromatic, etc.
In inginerie a proiectat numerose masini de razboi, in general cu performante de automatizare, tragere multipla, si chiar deplasare motorizata.
A inventat submarinul, rulmentul, lantul de bicicleta, bicicleta (cu sute de ani inainte de drezina, velociped, michodiera si bicicleta moderna), parasuta, elicopterul, planorul, avionul, etc., etc.

Au existat mereu creatori de geniu, pt. care nimic nu este imposibil, iar realizarea unei suprafete plane de catre un mestesugar este o bagatela pe langa alte lucruri.
Se poate face si ingiereste cu o coarda intinsa pe un arc elastic, fie ea din par de coada de cal, sau alta fibra, de la liane si alte vegetale, pana la sarma trasa, sau chiar fibra optica laminata gravitational.
Se poate colima si lumina pt a marca optic, chiar si fara LASER, doar cu lentile de focalizare cu focala mare.
Dar se poate si pur ochiometric, chiar cu precizie de 1/5000 mm.

Edited by loock, 09 November 2013 - 20:24.

Salut domnilor!

Look, nu stiu de ce am eu impresia ca tu si theMisuser va stiti de pe undeva. Poate de pe forum
Sincer, sper sa fie asa si sa va intelegeti bine.

Interesanta trecerea in revista a istoriei stiintelor facuta de tine. Chiar ca ai un bagaj impresionant de cunostinte! Si eu am citit cate ceva dar entuziasmul tau este debordant. Ma bucur ca am ocazia sa te intalnesc, chiar si virtual.

Acum, revenind la problema mea: chiar ma simt prost ca nu ma prind cum s-a putut ajunge la suprafetele netede si plane din zilele noastre. Sunt mai mult ca sigur ca prin pasi marunti, la inceput manual si empiric, apoi pe masura ce s-au obtinut scule mai bune s-a putut perfectiona metoda si tot asa. Din pacate, eu nu stiu atata istorie incat sa-mi dau seama cand s-a ajuns la un nivel acceptabil, ca sa stiu cam ce metode ar fi putut fi folosite.

Uite, mi-a povestit cineva, stii cum se calibreaza laserul de la DVD-rom? Se foloseste un sistem de multe oglinzi extreme de fin calibrate, asezate la distanta si aproape paralele, raza laser se reflecta din una in alta pana loveste un panou. Acolo se centreaza. Se adopta sistemul de oglinzi (aproape) paralele pentru a lungi drumul razei si astfel se amplifica si eroarea de la capatul traseului. Sper ca am explicat destul de sugestiv... Oricum, imaginatia ta va completa lipsurile mele

Acum, intelegi ca eu caut o astfel de explicatie? Ceva ce sa pot accepta. Ceva concret, uite se face asa si asa, dupa care asa etc. Daca tu imi spui doar ca se poate, pai stiu deja asta, ca de aici am pornit ) De asemenea, si eu raman mut de fascinatie de multe ori, doar gandindu-ma cat de patrunzatoare este mintea umana si la ce nivel de progress ne-a adus.

Sper sa primesti umorul meu cu aceeasi stare de spirit. N-am nici o clipa intentia de a ofensa pe cineva.

Cu respect!