3D打印技术在文物保护方面的应用
- 格式:doc
- 大小:412.00 KB
- 文档页数:6
3D打印技术在文物保护与修复中的实践近年来,3D打印技术在各个领域得到了广泛应用,其中包括文物保护与修复。
传统的文物保护与修复方法往往需要大量的时间和人力,并且易导致文物的进一步损坏。
而通过引入3D打印技术,可以实现高效、精确和非侵入性的文物保护与修复。
本文将探讨3D打印技术在文物保护与修复中的实践应用。
首先,3D打印技术可以帮助文物保护人员快速制作修复所需的模型或零件。
在文物修复过程中,有时需要对文物进行一些缺失部分的还原,如雕塑的手臂、陶器的一角等等。
传统的修复方法可能需要依靠耐心的手工模仿,耗费大量时间和精力。
而通过使用3D扫描仪扫描文物的原型,再利用3D打印技术将缺失部分打印出来,可以快速获得准确的模型或零件,大大提高了修复效率。
其次,3D打印技术还可以用于文物的非侵入性保护。
许多文物无法进行直接接触或实物修复,因为过度的接触可能会对文物造成进一步的损坏。
在这种情况下,使用3D打印技术可以制作出与原文物相似的复制品,用于展示或进一步研究,而原文物则可以得到有效的保护。
通过3D打印技术,不需要接触原文物就可以获得其完美的复制品,同时减少了对原文物的进一步损伤的风险。
此外,3D打印技术还可以应用于文物的数字化存储和展示。
文物的保护与修复工作通常需要建立大量的文物档案和数据库,以便于后续的研究和展览。
利用3D打印技术,可以将文物以数字化的形式存储,包括文物的形状、尺寸和表面纹理等。
这样一来,不仅可以减少文物被频繁接触的风险,还可以方便地进行文物的数字化展示与分享。
然而,尽管3D打印技术在文物保护与修复中的应用前景广阔,但也存在一些挑战与限制。
首先,高精度的3D打印设备和材料的成本较高,这对于一些资源受限的文物保护机构来说可能是个障碍。
其次,文物的保护与修复需要专业的知识和技能,而传统的修复方法仍然是主流,许多保护人员可能对3D打印技术缺乏了解和应用经验。
因此,相关的培训和交流活动也非常重要。
综上所述,3D打印技术在文物保护与修复中的实践应用已经取得了显著的进展。
3D打印技术在文化艺术行业中的应用随着3D打印技术的日益成熟,文化艺术行业也开始逐渐探索并应用该技术。
3D打印技术将无限想象变成了现实,从文物复制到艺术品创作,从建筑景观到展览设计,3D打印技术为文化艺术领域带来了无限可能。
以下是3D打印技术在文化艺术行业中的应用探讨。
一、文物保护与复制传统上,文物的保护和复制是一项非常昂贵且困难的任务。
传统的方式需要花费大量时间和资金。
而3D打印技术则提供了一个更加快捷和经济的选择。
通过3D扫描技术,可以将文物准确地数字化并复制出来。
这种方式所创造出来的复制品非常精细和逼真,并且可以用于学习、研究和展示目的。
二、艺术品的创作3D打印技术为艺术家们带来了全新的创作方式。
艺术家可以使用CAD软件来设计自己的作品,并将其转化为数字化的文件。
这些文件可以被3D打印机读取,然后进行制造。
艺术家可以将其作品数字化,然后通过3D打印技术将其制造出来。
这种方法不仅快捷而且灵活,还能够实现艺术家的创造性构想,提供更多的可能性。
三、建筑景观的设计3D建模软件的出现使得建筑师和景观设计师能够更加轻松地将建筑和景观设计图纸变为实体物品。
人们可以在不需要太多资金的情况下,以实物模型的形式更好地评估建筑和景观的效果,进行更多的讨论和修改。
同时,3D打印技术还可以用于创造或制造出建筑或景观中独特的元素。
四、展览设计及交互体验随着VR和AR技术的发展,3D打印技术在展览设计及交互体验中也得到了广泛应用。
展览看起来具有许多“现实感”。
观众可以使用3D打印技术打印出展品,并在展览中进行交互。
这种交互方式可以增强观众的感受和对展览主题的理解。
五、个性化定制和纪念品制作3D打印技术使得个性化定制和纪念品制作变得非常容易。
人们可以使用3D打印技术制作出自己独特的物品,比如首饰、家具、雕塑或玩具等。
这也能够充分地满足人们在文化娱乐领域中个性化需求的日益增长。
六、体育文化领域的应用3D打印技术在体育文化领域中也得到广泛应用。
3D打印技术在故宫文物保护中的应用故宫作为中国古代宫殿建筑的典范,拥有丰富的文物资源。
然而,由于岁月的侵蚀和人为破坏,许多珍贵的文物面临着严重的损坏和消失的风险。
为了保护这些宝贵的文化遗产,3D打印技术被引入到故宫文物保护中,为文物保护工作带来了新的希望。
首先,3D打印技术可以用于文物的数字化重建。
传统的文物保护方法主要依靠手工复制和修复,这种方法费时费力,而且容易造成进一步的破坏。
而通过3D扫描和打印技术,可以将文物快速而精确地数字化重建,不仅能够保存文物的原貌,还可以为后续的研究和展示提供便利。
例如,故宫博物院曾经使用3D打印技术对一件瓷器进行了数字化重建,这不仅保护了文物本身,还为研究人员提供了更多的细节和线索。
其次,3D打印技术可以用于文物的修复和复制。
在文物修复过程中,常常需要一些零部件或者模型来替代已经损坏的部分。
传统的修复方法需要熟练的手工技巧和耐心,而且很难保证修复后的文物与原物完全一致。
而通过3D打印技术,可以根据文物的数字化模型进行精确的修复和复制,不仅可以减少对原物的进一步损害,还可以保证修复后的文物与原物的一致性。
例如,故宫博物院曾经使用3D打印技术对一件古代木雕进行了修复,修复后的文物与原物几乎无法区分。
此外,3D打印技术还可以用于文物的展示和教育。
传统的文物展览通常只能展示一部分文物,而且观众很难近距离观察和了解文物的细节。
而通过3D打印技术,可以将文物以模型的形式进行展示,观众可以近距离观察和触摸文物,更好地了解文物的形态和结构。
此外,3D打印技术还可以结合虚拟现实技术,为观众提供更加沉浸式的展览体验。
例如,故宫博物院曾经使用3D打印技术和虚拟现实技术合作,为观众呈现了一场逼真的故宫建筑体验。
然而,尽管3D打印技术在故宫文物保护中的应用带来了许多好处,但也面临着一些挑战。
首先,3D打印技术的成本较高,需要专业设备和材料,这对于一些资源有限的文物保护机构来说是一个难题。
3D打印技术在文物保护和修复中的应用近年来,随着3D打印技术的迅速发展和普及,越来越多的行业开始使用3D打印技术。
其中,文物保护和修复领域是3D打印技术最为成功的应用之一。
传统的文物保护和修复方法,往往需要大量的人工和时间,且难以达到完全修复的效果。
而借助3D打印技术,可以快速制造出高精度的文物复原模型,为文物的修复提供了新的思路和方法。
本文旨在讨论3D打印技术在文物保护和修复中的应用及其未来发展趋势。
一、1.文物复原建模3D打印技术可以将3D数码化的文物模型打印成为物理模型,快速、准确地生成文物原型,为后续的文物保护和修复工作提供基础。
在文物修复过程中,通过3D打印,可以制备出各种文物模型,如小型的模型、连接件、导向器等,为专家提供了直观、准确、可操作的资料,从而改变了传统模型制作难度大、周期长、成本高的缺点。
2.文物复制3D打印技术可以快速、精确地生成文物的多个复制品,使得文物在原地修复的过程中,可以与复制品同时展出,从而保护原始的文物。
在文物研究领域中,借助3D打印技术,可以制造出完美的且充满艺术感的文物模型,以供展览、教学或研究使用。
3.文物复原修复3D打印技术可以精确的打印出文物修复布局的元件,如拼接和定位元件,甚至可以制作出精细内部一些容易受损部位以及不可覆盖的部位。
借助通过3D打印技术,制造的复杂结构,可以通过3D打印机将修复部件和文物本体融合在一起,实现完美的文物修复。
二、未来发展趋势1.生物基材料未来的3D打印技术在材料上将更加特别,生物基材料将成为新的趋势,尤其是在文物保护和修复中的应用。
借助生物技术和3D打印技术,可以实现仿生修复文物,相较于传统方法具有更高的仿真度,同时可以激活文物,更好地体现出它们的历史意义和文化价值。
2.自动扫描和图像处理技术在全自动化、将大量的扫描数据预处理后制造文物复原模型,同时减小人为输入,人工标记和人为选择的误区,更加保证了文物模型的精准快速运用。
3D打印在文物修复和复制领域的应用研究一、前言随着科技的飞速发展,3D打印技术在各个领域都有广泛的应用。
而在文物修复和复制领域,3D打印技术也得到了越来越多的关注。
文物的修复和复制是一个繁琐且需要高度专业知识的工作,传统的修复和复制方法存在着一些困难和挑战,而3D打印技术的出现为文物修复和复制带来了新的解决方案和机遇。
本课题旨在探讨3D打印技术在文物修复和复制领域的应用研究,并对其优势、挑战以及未来发展进行全面分析。
二、文物修复的现状与挑战文物修复是一门复杂且需要高度专业知识的艺术。
传统的文物修复方法存在着一些困难和挑战,比如复杂的损伤处理、缺失部分的还原以及与文物原材料的匹配等。
此外,每一个文物都是独一无二的,每一次修复都需要耗费大量时间和精力。
因此,如何提高文物修复的效率和质量成为了一个亟待解决的问题。
三、3D打印技术在文物修复领域的应用3D打印技术的出现极大地改变了文物修复的方式和效果。
通过3D打印技术,可以快速而准确地制作出文物损坏的模型,为修复工作提供了参考。
此外,3D打印技术还可以制作出与文物相同材质的复制品,用于替代修复过程中的缺失部分。
因此,3D打印技术在文物修复中的应用将大大提高修复效率,降低修复成本,并且使得修复过程更加准确和精细。
四、3D打印技术在文物复制领域的应用文物的复制是为了保护和展示价值丰富的文物,同时也可以用于研究和教学。
传统的文物复制方法往往需要手工雕刻或者铸造,费时费力且效果有限。
而通过3D 打印技术,可以直接从数字模型中打印出与原物一模一样的复制品。
这种数字化的复制方法不仅快速而准确,还可以保持原物的细节和质感。
因此,3D打印技术在文物复制领域的应用将为文物保护和研究带来新的突破和机遇。
五、3D打印技术在文物修复和复制领域的优势相比传统方法,利用3D打印技术进行文物修复和复制具有许多优势。
首先,3D打印技术可以准确还原文物的形态和细节,避免了手工修复或者铸造过程中的误差。
3D打印技术在文化艺术保护中的应用在当代社会,随着科技的不断发展和创新,3D打印技术已经成为一个备受关注的话题。
这项技术不仅在工业制造领域有着广泛的应用,还开始在文化艺术保护中发挥着越来越重要的作用。
3D打印技术的出现,为文化艺术品的保护和传承提供了全新的解决方案。
首先,3D打印技术可以被广泛应用于文物的修复和复制。
很多文物因为岁月的侵蚀或者人为破坏而失去了原本的形态和完整性。
传统的修复方法往往需要手工进行,费时费力,而且结果可能无法完全复原文物的本来面貌。
而借助于3D打印技术,我们可以通过扫描已经损坏的文物,以及利用三维软件进行创新和修复工作,再通过3D打印机打印出与原物一模一样的复制品,从而实现文物的完整展示和保存。
其次,3D打印技术还可以帮助艺术家们创作出更加独特和精美的艺术品。
传统的手工制作往往受到制作工艺的限制,而借助于3D打印技术,艺术家们可以将想象变为现实,创造出更加复杂和精细的艺术品。
不仅如此,3D打印技术还可以大大提高艺术品的生产效率,从而让更多的人可以欣赏到艺术的魅力。
除此之外,3D打印技术还可以用于文化艺术品的数字化保护。
传统的文物保护方法主要是通过摄影、录像等手段进行记录,但这些记录方式往往无法全面准确地还原文物的细节和特征。
而借助于3D扫描技术和3D打印技术,可以将文物或艺术品以数字化形式记录下来,包括其外形、结构、质地等方面的细节。
这样一来,无论是对于研究还是教育展示,都能提供更加直观和准确的资料,为文化艺术的传承和保护提供科学的依据。
此外,3D打印技术还可以用于文化遗产的体验和传播。
通过利用虚拟现实技术,结合3D打印技术,可以给观众带来沉浸式的参观体验。
观众可以亲身参与到文化遗产的还原场景中,感受历史的厚重和文化的魅力。
而且,借助于3D打印技术,人们可以将文化遗产以更加直观和形象的方式传播出去,无论是在博物馆还是在线平台上,都能吸引更多的观众和参观者。
然而,尽管3D打印技术在文化艺术保护中应用前景广阔,但也存在一些挑战和问题。
3D打印技术在文物保护中的使用教程近年来,随着科技的不断进步,3D打印技术在各个领域都得到了广泛的应用。
在文物保护领域,3D打印技术的出现为保护、保存和研究珍贵文物提供了全新的可能性。
本篇文章将重点介绍3D打印技术在文物保护中的使用方法和技巧,帮助读者更好地理解和应用这项技术。
1. 文物保护概述文物是一个国家和民族的宝贵财富,能够反映出一个时代的历史、文化和科技水平。
然而,由于时间、自然因素和人为破坏等原因,许多文物已经受损或濒临毁灭。
为了保护和传承这些宝贵的文化遗产,文物保护工作变得非常重要。
2. 3D打印技术在文物保护中的作用2.1. 文物数字化文物保护的第一步是进行文物的数字化,包括利用3D扫描仪对文物进行高精度扫描,获取文物的三维模型。
通过这一步骤,可以快速准确地记录文物的形态和细节,为后续的复制和修复提供依据。
2.2. 文物复制和修复3D打印技术使得文物的复制和修复变得更加容易。
通过将文物的数字模型输入到3D打印设备中,可以快速制作出文物的真实尺寸模型。
这样不仅可以减少对原文物的频繁操作风险,还能制作出完全符合原件的复制品,用于展览和教育目的。
2.3. 文物虚拟展览除了制作实体模型,3D打印技术还可以将文物的数字模型制作成虚拟展览的形式。
通过虚拟现实技术,人们可以通过电脑或虚拟现实设备在虚拟空间中欣赏并互动文物。
这种方式既可以更好地呈现文物的真实感,又可以跨越时空限制,让更多人了解和欣赏宝贵的文化遗产。
3. 使用3D打印技术进行文物保护的步骤和注意事项为了更好地应用3D打印技术进行文物保护,我们需要遵循一定的步骤和注意事项:3.1. 文物扫描首先,我们需要使用3D扫描仪对文物进行扫描,获取高精度的三维模型。
在扫描过程中,需要注意保护文物的完整性和安全性,避免对文物造成二次伤害。
3.2. 三维模型处理得到文物的三维模型后,还需要进行一系列的处理工作。
这包括模型的清理、去除无关部分、填补缺失的细节等。
博物馆藏品保护中的新技术应用有哪些博物馆作为历史文化的重要载体,收藏着无数珍贵的文物和艺术品。
这些藏品不仅具有极高的历史、艺术和科学价值,也是人类文明传承的重要见证。
然而,由于时间的侵蚀、环境的影响以及不当的保存方式,藏品可能会受到损坏甚至消失。
为了更好地保护这些珍贵的文化遗产,博物馆不断引入新技术,为藏品的保护提供了更有效的手段。
一、环境监测与调控技术藏品所处的环境对其保存状况有着至关重要的影响。
温度、湿度、光照、空气质量等因素的变化都可能导致藏品的损坏。
因此,环境监测与调控技术成为博物馆藏品保护中的关键一环。
1、无线传感器网络通过在展厅和库房内布置多个无线传感器,可以实时监测温度、湿度、光照强度等环境参数。
这些传感器将数据传输到中央控制系统,工作人员可以随时了解环境状况,并在出现异常时及时采取措施进行调整。
2、智能空调与通风系统根据环境监测数据,智能空调和通风系统能够自动调节室内的温度和湿度,保持适宜的保存环境。
同时,通风系统还可以过滤空气中的有害气体和颗粒物,提高空气质量。
3、防紫外线玻璃紫外线对许多藏品,特别是书画、纺织品等有机材料,具有很强的破坏作用。
采用防紫外线玻璃制作展柜,可以有效阻挡紫外线的侵入,减少藏品的光老化。
二、无损检测技术为了了解藏品的内部结构和损伤情况,无损检测技术在博物馆藏品保护中得到了广泛应用。
1、 X 射线探伤X 射线能够穿透藏品,通过分析 X 射线的衰减和散射情况,可以检测藏品内部的结构缺陷、裂缝、锈蚀等问题,而不会对藏品造成损害。
2、超声波检测超声波在不同材质中传播的速度和衰减程度不同。
利用超声波检测技术,可以检测藏品的厚度、内部缺陷以及材质的均匀性等。
3、红外热成像通过检测藏品表面的温度分布,红外热成像技术可以发现藏品内部的热异常区域,从而判断是否存在结构损伤或受潮等问题。
三、数字化技术数字化技术为博物馆藏品的保护、研究和展示提供了全新的途径。
1、三维扫描与建模利用三维扫描设备,可以获取藏品的精确外形数据,并建立三维数字模型。
3D打印技术在文化遗产保护中的应用文化遗产是人类智慧与创造的结晶,它们不仅仅是历史的见证,更是我们珍贵的宝藏。
然而,由于自然磨损、意外破坏和人为盗窃等原因,许多文化遗产正面临着日益严重的濒危境地。
为了保护这些珍贵的文化遗产,我们需要创新的技术手段进行保护与传承。
近年来,3D打印技术作为一种新兴的数字化制造技术,越来越多地应用于文化遗产保护中,并展示出了巨大的潜力和优势。
一、3D打印技术的基本原理和工艺流程3D打印技术,即三维打印技术,是一种以数字模型为基础,通过逐层堆积材料构建物体的制造方法。
其基本工艺流程包括:建模设计、数据准备、打印机参数设置、打印加工和后处理等环节。
通过这些环节,3D打印技术能够实现以往难以制造的复杂形状和结构。
二、文化遗产保护中的应用案例1. 数字化保存和修复由于文化遗产的实物受到时间和环境的影响,容易破损或腐蚀,传统的修复方法有时很难完全恢复其原貌。
而利用3D扫描和打印技术,可以生成文化遗产的数字化模型,并根据其原模型进行修复,既确保了文物的安全性,又能够重现其原始的外观。
2. 文物复制与展示在现实生活中,某些文物由于特殊的原因无法向公众展示,例如珍稀的文物藏于不方便被外界接触的地方。
3D打印技术可以利用数字化模型进行复制,再通过3D打印机进行制作,将复制品作为代表与观众分享。
这种方式可以保护原始文物的安全,并让更多的人了解和欣赏到这些珍贵的文化遗产。
3. 实物修复与零部件制造对于那些实物损坏比较严重的文物,传统的修复方法可能存在一定的困难。
而有了3D打印技术,可以根据文物的数字模型进行修复,并通过3D打印机制作出适合的零部件。
这一创新技术为文物修复带来了新的思路与方法,并极大地提高了修复效果。
三、3D打印技术在文化遗产保护中的优势1. 高保真度通过3D打印技术制作的文物模型,可以实现非常高的保真度,重新呈现出真实的外观和细节。
这种高保真度的复制,可以让观众近距离观察和了解文化遗产的价值与美。
三维数字化技术在文物保护中应用与作用【摘要】三维数字化技术在文物保护中扮演着重要的角色,通过文物数字化扫描技术和三维重建技术,可以精确记录和保存文物的信息,避免损坏和丢失。
虚拟展览技术也为文物的展示提供了全新的方式,不仅让更多人能够欣赏到文物,还能保护文物不受环境影响。
数字化技术在文物保护中也面临一些挑战,如数据安全和技术标准。
但随着技术的不断发展,文物数字化技术的前景依然广阔。
三维数字化技术为文物保护带来了革命性的变化,未来数字化技术在文物保护中的应用前景令人振奋。
通过不断改进和创新,数字化技术将为文物保护事业带来更多的可能性。
【关键词】关键词:三维数字化技术、文物保护、文物数字化扫描、三维重建、虚拟展览、挑战、前景、革命性变化、应用前景广阔1. 引言1.1 三维数字化技术在文物保护中的重要性三维数字化技术在文物保护中的重要性是不可忽视的。
传统的文物保护方法存在许多局限性,如文物易受环境影响而受损、难以长期保存、难以展示等问题。
而三维数字化技术通过将文物数字化,可以实现对文物的精准记录、保存和展示。
这种技术可以将文物的全貌、细节及结构等信息保存在数字化数据库中,避免了因时间和环境影响而导致的文物破损或丢失。
三维数字化技术还可以通过虚拟展览的形式,让更多的人可以远程欣赏文物,提高了文物的传播效果和保护意识。
通过数字化技术,人们可以更加便捷地了解和研究文物,促进了文物保护工作的现代化和国际化。
三维数字化技术在文物保护中的应用具有革命性的意义,为文物保护带来了新的可能性和希望。
1.2 三维数字化技术的发展背景三维数字化技术是指利用计算机技术对三维对象进行数字化处理,以实现对物体的高精度表达和模拟。
在文物保护领域,三维数字化技术的应用已经成为一种重要的手段,可以帮助我们更好地理解、保护和传承文物。
随着科技的不断进步,三维数字化技术在文物保护中的应用也变得越来越广泛。
三维数字化技术的发展背景主要源于计算机和数码技术的迅速发展。
3D打印技术在文物保护方面的应用作者:刘杰孙令真李映
来源:《科技风》2019年第06期
摘;要:考虑到文物修复过程中可能会对文物造成二次损害,引入利用3D打印来修复文物的概念。
通过三维扫描以及对数据的优化处理模型,通过后期加工处理实现文物修复以及对文物的二次创作。
本文通过讲述3D打印在文物修复方面的可行性方案,提出3D打印修复文物的基本工艺。
通过分析3D打印在文物修复中的优缺点,为3D打印在文物修复方面提供了新的思考。
关键词:文物修复;3D打印;可行性;基本工艺
历史的发展,岁月的侵蚀,许多文物饱经风霜,甚至有的已经永远消失,只能让后代在流传下来的图画中一览其方泽。
虽然经过大量修复工作可以再现文物,可是在展览过程中相机的拍摄带来的辐射以及部分游客的不文明举动,让文物保护步履维艰。
而最好的保护方法就是对文物进行复制,将文物原件收藏保护,复印件进行展览,供大家欣赏和学习。
3D打印技术就是打印三维模型,通过对打印出来的模型抛光、上色等后处理,成为完整的作品。
利用3D打印技术,对文物进行三维扫描,将扫描好的模型导入到电脑中进行适当调整与修改,利用3D打印机将模型打印出来,添加后处理技术,让文物获得“新生”。
运用3D 打印技术,让国宝真正的活起来。
本文针对文物的保护和修复问题,提出3D打印在文物修复中的优缺点以及3D打印在文物修复中的加工工艺。
一、3D打印技术的发展
1986年成立的3D Systems公司,涉足于航空航天、医疗器械、汽车、建筑、牙科、娱乐业、休闲业以及消费品业,成为3D打印巨头之一。
1989年成立的Stratasys公司收购Object公司和MakerBot公司,获得桌面级产品技术,成为3D打印巨头。
[1]不仅美国发展3D打印技术,德国、瑞士、加拿大、英国等国家陆陆续续开始加入3D打印的研究中,涉及范围更加广泛。
中国3D打印技术起源于高校研究。
清华大学、北京航空航天大学、西北工业大学、西安交通大学、华中科技大学,中国科学院、大连理工大学等学院分别对生物材料快速成型、激光成型技术、激光立体成型技术、粉末材料快速成型技术与设备、复杂电路、传感器的3D打印进行研究。
西安交大第一附属医院全球首创利用医用级的聚醚醚酮材料配合3D打印技术进行颅骨修补手术。
[2]长沙麓谷华曙高科公司更是拥有自主产权的3D打印机,打破了美国在3D 打印技术上的垄断。
二、3D打印技术在文物保护方面的可行性分析[4]
(一)政策的导向分析
国家出台的相关文物保护条例在告诉我们保护文物的重要性。
同时文物本身会随着时间的流失而慢慢消失,复制文物成为了现代要求。
《中华人民共和国文物保护法实施条例》中提到:必须本着“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的工作方针。
不管用什么方法复制,要求在复制过程中不能损坏原件,这就对文物复制保护方法提出了要求。
而3D打印技术采用的扫描仪可以不接触文物获得三维数据,不仅满足文物复制要求,而且为3D打印技术与文物保护奠定了可行性基础。
(二)媒体的宣传分析
随着《我在故宫修文物》、《国家宝藏》、《如果国宝会说话》等节目的宣传,民众对国宝的修复、国宝的价值以及国宝修复和3D打印技术的结合有了更深的了解。
皿方罍器盖如图1所示就是一个完美的例子。
为了节省时间,确保“完罍归湘”万无一失,利用3D打印的皿方罍器盖代替真实文物带到美国的器身身边,两者完美契合,印证了器身与器盖“同根生”的事实。
除此之外,扬州博物馆、杭州博物馆、四川三星堆分别利用3D打印技术成功还原文物,受到媒体的强烈追捧。
(三)需求的可行性分析
文物不仅是一个国家、一个时代、一种文化的象征和代表,也是进行教育、文化宣传的有力物件。
但是由于文物本身的珍贵性和稀有性,不能随便移动。
3D打印技术不仅可以复制文物,而且还可以对破损的文物进行修复,同时还可以进行二次创造,打造别出心裁的文创作品。
三、3D打印技术的基本工艺
3D打印技术基本工艺如下图3所示。
分为前处理、分层成型和后处理三部分(对应为图3的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),其中分层成型阶段又分为离散过程和堆积过程,离散过程包括模具分层、处理截面信息、生成控制软件。
堆积过程包括层片加工和层片积累。
前处理阶段主要针对文物进行数字扫描,并对扫描好的数据進行优化处理。
同时对文物缺失的部分参考相关介绍和作品进行数字化修复。
分层处理阶段需要对扫描好的数字化模型进行分层,常用的分层软件有美国Solid Concept公司的STL Manager,比利时Materialise公司的Magics,美国的3D SYSTEM公司的Axon软件、由ultimaker开发的Cure软件,此外,Slic3r、Skeinforge、kisslicer、Printrun、Repeteir-host、Octoprint、Botqueue、Make-me也都是常用的切片软件。
后期处理主要针对文物进行打磨、抛光、强化、上色、做旧等处理。
四、3D打印在文物保护中存在的优缺点
3D打印技术作为新型的增材制造技术,与传统的文物修复方法相比有很多的不同之处,在工作的过程中,主要存在以下优点:
(1)可以个性化定制:通过三维扫描技术,可以把文物的各项数据保留在电脑上。
根据客户的要求,通过二次创作,来实现个性化定制。
(2)保护文物:在采集数据的过程中,可以采用不接触式方法,不直接接触文物,减少文物的二次伤害。
同时通过3D打印技术,可以不用对文物进行开模和塑性,较少对文物的不必要的人为伤害。
(3)提高精度和效率:与传统的文物修复相比,3D打印技术可以缩短制作周期,提高生产效率。
同时在修复过程中,由于要忠于原型,所以必须要保持足够的精度。
但是3D打印技术在文物修复过程中还没有普及,主要还存在一下问题:
(1)成本高:3D打印采用的材料有金属、蜡丝、ABS、PLA、尼龙、石墨等,对应的材料成本高,同时对应的机器成本也高,提高了打印出来的作品的价格。
(2)技术方面:3D打印机尺寸有限,对于一些大尺寸文物的打印,需要将文物进行拆分打印,然后拼接在一起,影响整体效果和美观度。
(3)标准方面:目前3D打印技术还没有一个规范化、标准化、数字化的规章制度去遵守,难以实现统一管理统一要求。
(4)技术方面:文物修复要求修复者必须具备一定的文物知识并且了解历史。
同时3D 打印技术有要求有软件处理技术和图像处理能力。
而现在利用3D打印修复文物需要的综合性人才欠缺,需要分工处理,影响进度的同时各个工种的互相磨合也会耽误很多时间。
(5)不能一次成型:3D打印出来的作品还需要后期的打磨、抛光、上色、做旧等工艺,这些工艺依然需要人工实现,生产成本增加。
(6)模型颜色单一:目前市面上的3D打印材料均为单一颜色,而文物颜色则是色彩绚烂,丰富多彩。
因此需要对材料进行调色处理,增加材料的技术成本。
五、结语
3D打印技术作为一种新兴的增材制造技术,在文物保护方面已经开始投入应用。
随着3D 打印技术的不断完善,其在文物方面的作用将更加突出,打印精度和价格以及这方面的人才都会有所改善,使3D打印真正的融入到文物保护中,真正实现“让国宝活起来”!
参考文献:
[1]王柏通.3D打印喷头的温度分析及控制策略研究[D].湖南师范大学,2014.
[2]中关村在线.西安交大一附院完成首例打印颅修补.
[3]张晓青.3D打印技术应用于文物复制的可行性研究[D].北京印刷学院,2015.
[4]余健.3D技术在文物修复中的应用——以四川广汉三星堆博物馆三维扫描和3D打印为例[J].科技经济导刊,2017(17).。