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增材制造技術(shù)如(rú)何應用于文物修複? ——中國(guó)國(guó)家博物館調研實記

發布日(rì)期:2021-05-22 20:56 浏覽次數:

增材制造技術(shù)(又稱“ 3D打印”)作(zuò)爲21世紀具有颠覆性的技術(shù)之一,其在文物保護領域的潛在價值正逐漸被挖掘出來(lái)。三維掃描和打印技術(shù)爲文物保護和修複提供了全新的解決方案,越來(lái)越多的博物館和文物修複工(gōng)作(zuò)者已經采用增材制造技術(shù)開展工(gōng)作(zuò)。

作(zuò)爲國(guó)内爲數不多的擁有增材制造設備的單位,中國(guó)國(guó)家博物館在運用增材制造技術(shù)進行文物仿制、文物修複和包裝支撐等方面開展了相(xiàng)關研究。

文物仿制

傳統翻模仿制工(gōng)藝需要與文物直接接觸,不僅精度不高,而且接觸過程中可(kě)能會對文物造成二次傷害。因此,在文物仿制中,研究人(rén)員(yuán)采用了3D打印技術(shù),首先對文物進行三維掃描建模後,再進行打印輸出,最後結合傳統的技藝完成文物的仿制。

中國(guó)國(guó)家博物館文物科(kē)技保護中心張鵬宇介紹說(shuō):得(de)益于文物信息化工(gōng)作(zuò)的持續開展,研究人(rén)員(yuán)将掃描的三維數模,利用立體(tǐ)光(guāng)固化技術(shù)打印,制作(zuò)出精度極高的光(guāng)敏樹(shù)脂仿品,再經過傳統後處理(lǐ)方式,可(kě)以制作(zuò)出幾乎一模一樣的文物仿制品。

國(guó)家博物館通過增材制造技術(shù)對鎏金“中國(guó)大(dà)甯”銅鏡進行複仿制

這些仿品在尺寸比例、細節還(hái)原和精度把控上都(dōu)表現得(de)非常完美,可(kě)在多地的不同展館陳列展示,擴大(dà)了藏品展示空間,實現了藏品資源共享,有利于進一步增進文化交流。

文物修複

在文物修複方面,國(guó)博也在積極探索,現正基于課題有序開展相(xiàng)關研究。文物修複的難點主要在于材料,用于修複的材料需要與文物本體(tǐ)材料保持一緻,但(dàn)現有增材制造專用材料牌号較少,不足以滿足應用;另外,軟件(jiàn)也是制約因素之一,三維掃描的數模有幾十上百G大(dà)小,現有三維預處理(lǐ)軟件(jiàn)很難處理(lǐ)如(rú)此龐大(dà)的數據;第三個制約在于精度,很多文物的精度是微米級,倒角處的細節需要與文物原件(jiàn)保持相(xiàng)同,這對增材制造提出了更高的要求。

包裝支撐

增材制造的第三個典型應用場景是包裝支撐,尤其是針對一些易碎瓷器、陶器和一些局部非常脆弱的文物,通過增材制造技術(shù)生(shēng)産出符合文物外形的保護罩或箱體(tǐ)内膽,可(kě)貼合在文物表面,有效避免文物在運輸過程中的損傷。今年(nián)3月份三星堆遺址發掘時,考古人(rén)員(yuán)就(jiù)采用類橡膠材質對文物進行了出土(tǔ)防護。

考古發掘人(rén)員(yuán)通過增材制造保護罩進行三星堆銅尊提取

據了解,目前國(guó)内隻有少數博物館擁有增材制造設備,具備獨立打印能力,多數博物館仍采用外部協作(zuò)的方式,與相(xiàng)關企業或高校(xiào)合作(zuò)完成文物修複保護工(gōng)作(zuò)。

整體(tǐ)來(lái)看(kàn),增材制造技術(shù)比傳統工(gōng)藝的複制精度更高,周期更短(duǎn),但(dàn)目前仍處于應用的初期階段,随着文物信息化的發展和增材制造技術(shù)的不斷進步,相(xiàng)信很多制約因素将會迎刃而解。據悉,現在有越來(lái)越多的文物保護機(jī)構使用增材制造技術(shù)開展文物保護工(gōng)作(zuò),希望能有更多的材料商和裝備商加大(dà)研發和創新力度,共同爲國(guó)家文物保護工(gōng)作(zuò)貢獻一份力量。


作(zuò)者簡介

郭丹,中國(guó)增材制造産業聯盟秘書(shū),北京巨象億聯科技有限責任公司産業研究師(shī),主要從(cóng)事(shì)增材制造、智能制造等産業的發展戰略及規劃研究,支撐工(gōng)業和信息化部、商務部等部委相(xiàng)關司局工(gōng)作(zuò)。

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