文物修復(fù)和復(fù)制中的3D打印技術(shù)
來源：中國文物網(wǎng) 作者：佚名 更新于：2015-9-24 閱讀：
3D打�。慈S打印、增材制造），也稱作快速成型技術(shù)（Rapid prototype），誕生于20世紀(jì)80年代后期，它是基于材料累加原理的快速成型操作過程，將計(jì)算機(jī)中的三維模型通過向物品分層添加材料來創(chuàng)造出實(shí)物的一種疊層制造技術(shù)，具有不受零件復(fù)雜程度限制，完全數(shù)字化控制等特點(diǎn)。
清華大學(xué)是國內(nèi)最早開展快速成型技術(shù)研究的單位之一，在基于激光和電子束等3D打印技術(shù)基礎(chǔ)理論、成型工藝、成型新材料及應(yīng)用方面都有深入的研究。華中理工大學(xué)在20世紀(jì)90年代初與新加坡KINERGY公司合作，開發(fā)出基于分層疊紙式（LOM）快速成型技術(shù)的Zippy系列快速成型系統(tǒng)，并建立起LOM成型材料性能的測(cè)試指標(biāo)和測(cè)試方法。歐洲最大的3D掃描儀日前在布拉格展出，這架三維掃描儀可用于掃描人、動(dòng)物和物品。雖然3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)、建筑、航空等廣泛領(lǐng)域都有所應(yīng)用，但在文物修復(fù)（古陶瓷器）、復(fù)制中卻未得到嘗試。
在修復(fù)器物殘缺部位時(shí)，傳統(tǒng)的工藝是用打樣膏或硅橡膠對(duì)文物器物直接取樣、翻模，然后對(duì)殘缺處進(jìn)行修復(fù)。但是在某些特殊的案例中，例如修復(fù)質(zhì)地疏松的陶器時(shí)，傳統(tǒng)的翻模方法便不適合直接在其表面進(jìn)行操作了。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，可以做到在不直接接觸文物器物的前提下，通過高科技技術(shù)手段，如三維立體掃描、數(shù)據(jù)采集、建模、打印等，將復(fù)制件及殘缺部分打印、復(fù)制成型。此類翻模方式不僅節(jié)省材料，提高材料利用率，可快速精準(zhǔn)成型，更重要的是大大避免了翻模時(shí)直接接觸文物而對(duì)文物本體造成的二次傷害。
下面簡(jiǎn)單介紹兩個(gè)筆者應(yīng)用3D打印技術(shù)對(duì)文物（或工藝品）進(jìn)行修復(fù)和復(fù)制的案例，一是修復(fù)近現(xiàn)代工藝品雙龍瓶，一是復(fù)制漢代三足陶鼎。
這兩件器物的修復(fù)理念不同于展覽陳列修復(fù)，而是本著保護(hù)為主的原則，在對(duì)原器物最小干預(yù)的前提下，將現(xiàn)代科技三維立體掃描及3D打印技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的作色工藝對(duì)器物進(jìn)行掃描、打印及修復(fù)。修復(fù)中使用了JD-scan雙目光學(xué)測(cè)量機(jī)對(duì)器物進(jìn)行三維立體掃描。雙目光學(xué)測(cè)量機(jī)就是將在三維物理空間中的被測(cè)物體復(fù)制到三維數(shù)據(jù)空間當(dāng)中并進(jìn)行重現(xiàn)，又稱為建立三維模型。當(dāng)光線垂直照射被測(cè)物體表面時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制器通過驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)雙目面陣CCD，實(shí)時(shí)地將被測(cè)物體的圖像送入圖像采集卡。圖像采集卡把采集到的數(shù)據(jù)信息送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理以后得到三維的數(shù)據(jù)點(diǎn)云。這樣精確的掃描技術(shù)，很大程度上克服了器物在修復(fù)過程中翻模、塑型的準(zhǔn)確性問題。成像后再使用雙盒光敏樹脂材料進(jìn)行噴墨打印。打印機(jī)內(nèi)裝有液體打印材料，與電腦連接后，通過電腦控制采用分層加工、疊加成型方式來“造型”，將設(shè)計(jì)產(chǎn)品分為若干薄層，每次用原材料生成一個(gè)薄層，通過一層層的疊加，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。
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