שרטוט טכני

שרטוט טכני (ובקצרה שרטוט, גם סִרְטוּט) הוא מלאכת יצירת תרשימים דו-ממדיים מדויקים של עצמים לצרכים אדריכליים, הנדסיים או לצרכים טכניים אחרים. שרטוט יכול להיעשות בעזרת עפרונות או עטים על גבי נייר ויכול להיעשות בעזרת מחשב.

השרטוט הוא עזר תכנוני ועזר תקשורתי. חלק מפרטי השרטוט מובנים גם להדיוטות, אולם יצירת שרטוטים והבנה חד-משמעית של כל פרטיהם בזמן קריאתם מחייבת למידה של הנושא. שרטוט עשוי להכיל גם סימנים ייחודיים לתחום עבורו הוא נעשה – הוא יכול להכיל סימנים שברורים לעוסקים בהנדסת מכונות, הנדסת חשמל או אדריכלות. אולם, רוב עקרונות השרטוט משותפים לכל התחומים בהם נעשים שרטוטים.

אדם שמקצועו הוא שרטוט בלבד נקרא שרטט. מרבית האנשים העוסקים בשרטוט אינם שרטטים בלבד. מלאכת השרטוט נחשבת לידע בסיסי במקצועות טכניים רבים ובעלי מקצוע רבים אינם יכולים לעבוד בלי לשרטט או בלי לקרוא שרטוטים.

שרטוטים טכניים באים לתאר באופן דו־ממדי, גוף כגון מבנה או מכונה תלת־ממדיים. הצגת הגופים נעשית בעזרת מספר חוקים ועקרונות לפיהם יכול אדם הקורא את השרטוט להבין את כוונתו של השרטט/המתכנן.

השרטוט הוא רישום מדויק של היטל גרפי (על נייר או על צג) הנעשה מזווית שניתן לפיה להבין את הגוף. הכיוון הראשון הוא המישור האופקי והכיוונים נוספים הם מישורים אנכיים אליו. בהיטלים הדו-ממדיים הנוצרים מגופים אלה נראה בשרטוט קו, המבדיל בין גאומטריית הגוף לרקע שלה (קו זה נקרא "קונטור").

מכיוון שבשלב הראשון של השרטוט הרקע אינו מכיל דבר, בוחר השרטט את ההיטל ממנו יתחיל. באדריכלות מקובל לדוגמה להתחיל מההיטל של המבנה על הקרקע (תוכנית העמדה) אך אין זה הכרחי ובהנדסת מכונות מקובל דווקא להתחיל בחתך המתאר את המנגנון המכני. מרגע ששורטט ההיטל הראשון, משורטטים על בסיסו היטלים נוספים או שרטוטים מעודכנים, מפורטים או מדויקים יותר.

לדוגמה, שרטוט מלא של בית פרטי עשוי להתבצע כדלקמן:

1. שרטוט של תוכנית הבית. בשרטוט התוכנית תיבחר קומת הקרקע או מבט העל. זווית השרטוט הנוחה ביותר תהיה זו אשר מרבית הקווים יהיו אופקיים או ניצבים למשטח השרטוט.
2. מהקווים העיקריים של הבית יימשכו "קווי צמד" – קווים מקבילים המשורטטים עם עפרון באופן חלש הניתן למחיקה. קווי הצמד יימשכו תחילה כלפי מעלה והם יהוו את הבסיס הגאומטרי של אחת מחזיתות הבית. אם קווי הצמד יימשכו לדוגמה כלפי מעלה, ניתן יהיה לשרטט על בסיסם את החזית הדרומית של הבית (או לאו דווקא דרומית, אלא זו הפונה אל תחתית הדף).
3. כדי לשרטט את החזית המזרחית לדוגמה, יימשכו קווי צמד נוספים מן החזית הדרומית לכיוון ימין. בנוסף, תסובב תוכנית הבית ב-90° נגד כיוון השעון ותזוז ימינה וממנה יימשכו קווי צמד נוספים כלפי מעלה. נקודות המפגש בין קווי הצמד של התוכנית וקווי הצמד של החזית הדרומית מתוות את מראה החזית המזרחית. ניתן באופן דומה גם "לשבור" את קווי הצמד בעזרת קו ישר בזווית 45° ולבצע את פעולת השרטוט באופן זהה.
4. בצורה זו ניתן לשרטט באופן מדויק את כל חלקי הבית.

בבית הכולל לדוגמה חלק דמוי גליל אשר סביבו חלונות, הנראה בתוכנית כמעגל מקוטע, ניתן בשיטה זו לשרטט את חזית קטע זה אשר תציג את מראה החלונות המדויק על אף שאלו "מתעגלים" יחד עם הקיר. באופן דומה, ניתן לשרטט למעשה כל צורה מרחבית שהיא, בין אם מדובר בבית, במכונית, במנגנון מכני מורכב או כל גוף אחר.

• 
  שרטוט אדריכלי של בית הכולל תוכנית, חזית, חתך ומבט ומראה כללי משורטט
• 
  שרטוט של סכר בארצות הברית: בחלק התחתון מבט חזית של הסכר ובדיוק מעליו מבט-על של הסכר

בתחום השרטוט ישנם תקנים שונים, המשתנים ממדינה למדינה. הנהלים בפועל אף עשויים להשתנות מארגון לארגון-ארגון עשוי לנקוט כללים שונים מהתקן שהוגדר במדינתו, לפחות בניירת פנימית שלו, אלא אם למשל הוגדר לו בפרויקט מסוים כיצד לנהוג בשרטוטים שהוא מייצר.

לעיתים יש משמעות רבה לידיעה של התקנים שבהם נעשה שימוש בשרטוט מסוים-יש שתי שיטות הטלה ("זווית ראשונה" הנהוגה ברוב העולם ו"זווית שלישית" הנהוגה בארצות הברית, קנדה, יפן ואוסטרליה) ובמקרים מסוימים ניתן יהיה לפרש את השרטוט בדרך שונה. במקרה זה מקובל לסמן קונוס קטום לצד היטל שלו כדי לסמן את השיטה הנהוגה. באופן דומה, סימול של מחבר ריתוך מסוים יכול להתפרש במספר דרכים, בהתאם לתקן שבשימוש.

בישראל נהוגים מספר תקנים ובהם תקנים כללים (כגון ת"י 130 – מידות גיליון, 162 – עקרונות הצגה כלליים, 189 – רישום מידות), תקנים לסיבולות (ת"י 865, 1010), שרטוטי מבנים (ת"י 1226) וסימולים (כמו ת"י 2553 סמלי ריתוך).

שרטוט מתבצע לרוב על גבי נייר לבן או על גבי נייר שרטוט שקוף(אנ'). העבודה על גבי ניירות שקופים מאפשרת העתקה פשוטה מנייר לנייר, עבודה על גבי שכבת שרטוט שונה שניתן לראות אותה וכן שילוב של טכניקות שרטוט ורישום המשלבות שרטוט משני צידי הדף. שימוש בנייר שקוף מאפשר למשל, בתכנון אדריכלי, להניח תוכניות של מפלסים שונים אחת מעל השנייה ולזהות השפעות הדדיות בין המפלסים או מערכות העוברות ממפלס למפלס.

סוג נוסף של נייר לבן לשרטוט נקרא "נייר מילימטרי" והוא נייר עליו מודפסת מראש רשת קווים מילימטרית המסייעת בשרטוט.

השרטוט עצמו נעשה בעזרת עיפרון, עיפרון מכני, עט או רפידוגרף. הרפידוגרף, עט שרטוט מקצועי בעל עוביי קו שונים, משמש לרוב לשרטוט הסופי, בניגוד לעפרונות הניתנים בקלות למחיקה המשמשים תוך כדי תהליך תכנון או סקיצה.

שרטטים מקצועיים מחזיקים לרוב ערכה שלמה של עטים בעלי ראשים מסוגים ובעוביים שונים בהתאם לצורכי השרטוט. כמו כן, כלי עבודה שימושי בשרטוט הוא המחק. מחקים מקצועיים למחיקת דיו קיימים גם כן אולם המחק משמש לא רק כלי לתיקון טעויות אלא לעיתים כלי שרטוט בפני עצמו – למשל ביצירת קו מקווקו.

• סרגל פשוט – הסרגל הוא כלי העבודה הבסיסי ביותר המשמש לשרטוט של קווים ישרים. סרגלי שרטוט עמם ניתן לשרטט עם דיו הם סרגלים בעלי חתך צד לא ישר אלא אלכסוני או מדורג. בעזרת משיכת העט לאורך צד זה של הסרגל, הסרגל אינו מורח את הדיו ואינו פוגע בשרטוט.
• סרגל ישר-זווית – משמש לשרטוט זוויות ישרות. קיים סרגלי 45° וסרגלי 30°-60°. שימוש נפוץ בסרגל ישר-זווית הוא שימוש בו ובסרגל נוסף אשר מחליקים אחד לאורך השני ובכך ניתן לשרטט קווים מקבילים.
• סרגל קנה מידה – סרגל בעל מספר סטים של שנתות אשר כל אחד מהם מותאם לקנה מידה סטנדרטי אחר. קני המידה הסטנדרטיים משתנים בין מקצוע למקצוע.
• סרגל T – סרגל רחב דמוי האות האנגלית "T" אשר ראשו ניצב לסרגל ומאפשר את החלקתו לאורך שולחן. סרגל T משמש בזמן שרטוט על גבי שולחן קו אופקי קבוע, אשר את גובהו בשרטוט ניתן לכוון, שהוא בסיס נח ואבסולוטי לגאומטריית השרטוט.
• סרגל גלילה – סרגל שרטוט בו מותקנים גלגלים קטנים המאפשרים את גלילתו לאורך הנייר ושרטוט קווים מקבילים.
• מד זווית – סרגל לפיו ניתן ליצור זווית מסוימת, לאו דווקא ישרה. בכלי שרטוט מקצועיים קיימים מדי זווית המשולבים ככלי אחד בסרגלי T או גלילה.
• מחוגה – כלי בסיסי נוסף המאפשר שרטוט מדויק של מעגל. מלבד שרטוט מעגלים משמשת המחוגה ככלי עזר לבנייה גאומטרית יחד עם סרגל.
• מחוגת אליפסות – שכלול של המחוגה. כלי אשר בעזרתו ניתן לשרטט אליפסה מדויקת על פי שני רדיוסים שונים. טכניקה אחרת לשרטוט אליפסה היא בעזרת חוט ושני נעצים ומסתמכת על הגדרתה המתמטית של האליפסה: אוסף נקודות אשר סכום מרחקיהן משתי נקודות מסוימות שווה. החוט מלופף על שני נעצים התקועים בשתי נקודות אלו והעיפרון מותח את החוט מאמצעו ובכך יותר אליפסה.
• סרגל עקומות – סרגל שכשמו מורכב מקווים עקומים מסוגים וגדלים שונים. על אף שקיימים אינסוף קווים עקומים, סרגל העקומות מאפשר מגוון שימושי רחב יחסית של עקומים. קיים גם פטנט של סרגל גמיש אשר ניתן לעוותו בכח לכדי עקומה רצויה ולשרטט איתו בעדינות את העקומה. כלי זה נח בעיקר להעתקת קווים עקומים.
• שבלונות שרטוט – קיים מגוון גדול מאוד של סרגלי שבלונה, עבור כל מקצוע או כל סוג שרטוט נדרש. השבלונה היא סרגל בעל חורים אשר העברת העיפרון או העט לאורך צורת החור יוצרת צורה גרפית מסוימת. צורות אלה עשויות להיות צורות גאומטריות שימושיות, צורות סטנדרטיות אחרות וסימנים מוסכמים שונים ואף מספרים ואותיות של שפות שונות.
• סרגל מחיקה – סרגל דקיק עשוי מתכת, בעובי של כרבע מילימטר, המאפשר מחיקה שבלונית לפי חורים הקיימים בו.
• מברשת לניקוי שרטוט – במהלך השרטוט נדרשים לתיקונים שונים או מחיקת קווי עזר. המחק משאיר לכלוך רב על דף השרטוט המפריע למהלך השרטוט ולכן חשוב לנקות באמצעות המברשת את דף השרטוט. ניקוי ללא מברשת ימרח את העופרת של העיפרון על הדף ויזיק לשרטוט.

• 
  שולחן שרטוט עם ציוד שרטוט מתקדם
• 
  סרגל קנה מידה
• 
  סרגלי עקומות
• 
  סרגל ישר-זווית משולב עם מד-זווית

• שולחן שרטוט – שולחן בעל משטח העבודה מתכוונן עליו נוח במיוחד לשרטט. זווית משטח העבודה נעה בין זווית אופקית לאנכית או כמעט אנכית לפי הנוחות, צידי השולחן ישרים ומאפשרים עבודה של סרגל T, בחלקו הקרוב לשרטט כולל מקום להנחת כלי השרטוט וכולל פעמים רבות אביזרים ועזרים נוספים המקלים על השרטוט.
• לוח שרטוט – מתקן נייד וקטן יותר משולחן, עליו מותקנות מסילות וסרגלים ייעודיים המאפשרים שרטוט יעיל.
• שולחן אור – שולחן המקרין אור מתחת למשטח העבודה ומאפשר העתקה של שרטוטים או ציורים על גבי נייר לבן.

ערך מורחב – תכנון בעזרת מחשב

השימוש במחשב ככלי עזר לשרטוט החל להתפתח בהדרגה כבר בשנות ה-60 עם תוכנות עזר שונות אשר פותחו במיוחד לפרויקטים גדולים בתחום הנדסת הרכב והתעופה. תוכנות שרטוט מסחריות צברו תאוצה והשתכללו מאוד מאז שנות ה-80 אז החל בהדרגה השרטוט הממוחשב להפוך מכלי עזר המייעל את העבודה לכלי מקצועי מחויב. השרטוט הממוחשב שירת תחילה את תחום הנדסת המכונות אשר עבור הטכנולוגיה המתפתחת נדרשה כבר רמת דיוק בשרטוט הטכני אשר רק המחשבים איפשרו (לדוגמה, מידות מדויקות לעיבוד שבבי, כגון יצירת קדח למיסב או מיקום גלי הנעה לתמסורת). בתחום האדריכלות וההנדסה האזרחית החל השימוש הנפוץ בתוכנות שרטוט מעט מאוחר יותר, שכן מדובר בתחום בעל רמות דיוק וקני מידה שונים.

תוכנות השרטוט הראשונות היו מבוססות על פקודות תכנות והשתכללו בהדרגה לכלים גרפיים מורכבים יותר. קפיצת המדרגה הראשונה הייתה מעבר למידול תלת-ממדי-יצירת מודל (מידול) בתלת מימד. בנוסף לשיפור הדיוק והיעילות, המעבר לשימוש במחשבים במידול ושרטוט אפשר לייצר בפעולה מהירה ובודדת חתכים, תוכניות ומבטים מתוך מודל תלת־ממדי של גוף, שבעבר נעשו בעבודה ממושכת באופן ידני. תוכנות שרטוט בימינו, כדוגמת אוטוקאד או SolidWorks, מאפשרות כלים אלה של בנייה תלת־ממדית וגזירת שרטוטים דו-ממדיים מתוכה. עם זאת, כמעט תמיד נדרש עיבוד נוסף של השרטוט הדו-ממדי המלווה בכיתוב, תוספות, פירוט ואפקטים גרפיים אחרים.

• 
  שרטוט תלת-ממדי של מטבח המשמש לעיצוב פנים
• 
  הדמיה תלת-ממדית הכוללת גם חומר / ריהוט
• 
  שרטוט ממוחשב של אביזר מכני

התקדמות משמעותית עוד יותר הייתה הוספת אסוציאטיביות (קיום יחסי גומלין בין אלמנטים במודל) – במקום מערך נקודות, המוגדרות כל אחת לחוד לפי מיקומן במרחב ומחוברות באמצעות קווים, יש גוף הבנוי מאלמנטים שונים (כגון נקודות, קווים ומשטחים) הקשורים ביניהם. על פי רוב, גישה זו מאפשרת להכניס שינויים במודל בקלות, בהנחה שהמודל נבנה כהלכה-השינוי שחל על הגוף חל על כל האלמנטים הרלוונטיים ואין צורך לערוך כל נקודה בנפרד (עם זאת, תוכנות שמרו על יכולת עריכה של נקודות בודדות). מודל תלת־ממדי אינו נחוץ בכל מקרה (למשל, בשיטות ייצור דו־ממדיות כגון חיתוך, או בעיצוב פנים) ובמקרה שכן, לעיתים העבודה עליו יכולה לדרוש עבודה ראשונית ממושכת.

התקדמות נלווית לאסוציאטיביות, שנולדה גם בעקבות התקדמות מערכות ההפעלה ויכולות פיתוח תוכנה, הייתה יצירת הרכבות של מספר גופים הקשורים אחד לשני-היכולת לשנות בקלות כל גוף בנפרד ויכולת ההרכבה להתעדכן בשינויים במודלים הנכללים בה הורידה זמן תכנון רב. עד אותו שלב היה נהוג לעשות מודל הבנוי ממספר גופים (מספר אלמנטים בקובץ אחד) ומאותו שלב החלו לעבוד עם מודל הכולל מספר מודלים, אשר לרוב כל אחד כולל גוף אחד (מספר קבצים המקושרים אחד לאחר). להתפתחות זו היו השלכות בתחום התכנון, משום שהיא אפשרה להכניס יחסי גומלין ודרגות חופש (למשל-גוף הנע בתוך קדח, על קו מוגדר או על גבי משטח), אך בהיבט השרטוט היא אפשרה לשרטט גופים מורכבים יותר של מערכות עליהן עובדים מספר מתכננים במקביל וכן לעדכן באופן אוטומטי את מספר החלקים בשרטוט (למשל, מספר הברגים) או לחלופין לייצר כתבי כמויות. יכולת זו נהיית משמעותית יותר ככל שמדובר במערכת מורכבת יותר.

התרחבות השימוש במכונות ייצור מתקדמות, התפתחות מערכות המידע ועליית הדרישות של צרכני התוכנה הובילה להתפתחות נוספת-הוספת מאפיינים או פרמטרים לכל חלק (כגון חומר גלם, משקל, מחיר, תיאור, מספר קטלוגי וכדומה). נתונים אלו ניתן היה לנהל במערכת מידע וכן לשלבם באופן אוטומטי בשרטוט. כל עדכון בנתון מסוים שמופיע במערכת המידע משפיע על השרטוט ולהפך-עליית מחירים של חומרי גלם שתוזן למערכת המידע תשפיע על חישוב המחיר הסופי של מערכת. שינוי שמות חלקים והרכבות מתוך התוכנה מתעדכן במערכת המידע וכן בשרטוט. דוגמה נוספת לנתון שמוכלל ממערכת המידע הוא סטטוס אישור של שרטוט-התוכנה יכולה לשאוב את הסטטוס ממערכת המידע והאישור יופיע על גבי השרטוט, בלי צורך של המנהל המאשר להתעסק בשרטוט ובלי להמתין לשרטט או מתכנן שיעדכנו את השרטוט.

בעבר יכולת רינדור גרפיקת תלת-ממד מציאותית הייתה בלעדית לתעשיות הקולנוע ועם התקדמות יכולות המחשוב והתוכנה נכנסה גם לעולם התיב"מ. תוכנות התיב"מ קיבלו יכולות לבנות פרספקטיבה מדויקת ואף הדמיות של גופים, מכונות, מבנים ואתרים שלמים לרבות אפקטים המדמים באופן כמעט מושלם את המציאות. על פי רוב השימוש ברינדור שמור לתצוגת המחשה (סרטונים ותמונות שיווקיות) אך לעיתים נוהגים לצרף לשרטוט תמונה ריאליסטית של המודל.

בסוף העשור הראשון של המאה ה-21, בעקבות התרחבות הייצור באמצעים ממוחשבים, נולדה גישה ולפיה מידע שמופיע בשרטוט ניתן להציג על גבי המודל ואין צורך כלל בעבודה על שרטוט, הדורשת זמן ממושך. גישה זו קיימת אך עדיין לא השיגה פופולריות משמעותית ובארגונים רבים הפקת שרטוט עדיין מהווה חלק בלתי נפרד מתהליכי התכנון והייצור. מעבר לכך, במקומות שונים יש צורך בהכנת שרטוט או סקיצה באופן מיידי ומתכננים נדרשים להיות מסוגלים לשרטט באופן ידני, למרות קיומם של אמצעים ממוחשבים.

בראשית העשור הראשון של המאה ה-21 נוצרו תוכנות ה-BIM, תוכנות תיב"מ המותאמות לתחום ההנדסה האזרחית, כמו רוויט (Revit), ארכפלוס (+ARC) וטקלה (Tekla), שסימנו שינוי בשרטוט בתחום הבנייה ומעבר לדור המידול. התוכנות מתייחסות לכל אובייקט הנדסי בשרטוט לא רק כעצם במרחב, אלא כעצם פרמטרי בעל ממדים, ייעוד מסוים, עשוי מחומרים מסוימים, ואף בעל עלות מסוימת. יעילות זו מאפשרת למהנדסים ולשרטטים להתמקד ביצירת פתרונות הנדסיים לבעיות השונות. התוכנות מאפשרות גם יצירת גיליון חישובי כמויות לקבלן הביצוע כולל עלויות ביצוע.

• בנייה בסרגל ובמחוגה

מדיה וקבצים בנושא שרטוט טכני בוויקישיתוף

• מילון למונחי סרטוט (1974), באתר האקדמיה ללשון העברית