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)。