CN106584829A - 一种3d打印技术修复文物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用先进高精度三维扫描仪对文物进行1∶1扫描。(2)采用云密集三维软件进行逆向工程设计重构。(3)使用3D打印设备打印文物缺损部件。(4)使用3D打印部件补配文。(5)使用3D打印部件颜色校正。本发明提供了一种高精度、高效率的3D打印技术修复文物的方法，同时采用3D打印技术修复文物的过程中避免了在文物表面进行翻模塑型以及打磨平整时对文物造成的潜在风险。

Description

一种3D打印技术修复文物的方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印技术修复文物的方法。
背景技术
3D打印，又称增材制造，是一种快速成型技术，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、石膏、塑料等材料，通过逐层打印的方式来构造物体。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和激光烧结等技术进行快速成型，它与普通打印工作原理基本相同：打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的数字模型打印成实物。
据统计，目前我国从事文物保护、修复的专业技术人员为2000多人，而截至2005年，国家登记在册的文物总数就已经达到1200多万件。2002年至2005年，在全国组织开展的馆藏文物腐蚀损失调查显示，全国共有50.66％的馆藏文物存在不同程度的腐蚀损害。由上述可见目前文物保护修复行业修复力量明显短缺。部分文博单位开始尝试引入社会力量参与文物保护修复。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种高精度、高效率的3D打印技术修复文物的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用先进高精度三维扫描仪对文物进行1∶1扫描，采用高精度三维扫描仪对文物进行扫描时，不用接触文物本体，就可以实现抄数的功能，对于文物本体的残缺部位的横切面进行精确扫描。
(2)采用云密集三维软件进行逆向工程设计重构，对三维扫描的1∶1抄数数据，利用三维软件进行点云密集云计算逆向还原工程，计算出残缺部件数据。再在计算机上进行精细设计与校正。不仅可以灵活比对重构模型的准确性，也可以同时对重构部件的颜色进行还原，同时可以避免为文物修复人员在文物本体上进行翻模、打磨等潜在风险。
(3)使用3D打印设备打印文物缺损部件，通过计算机软件重构缺损部件模型后，再转入3D打印设备进行3D打印，就目前技术水平而言石膏粉末3D打印机与光敏树脂3D打印机比较适合无机质文物的修复工作。
(4)使用3D打印部件补配文，3D打印部件能够1∶1还原文物本体残缺部位，达到与残缺部位横切面厚度、形状、纹饰一致的要求。按照可移动文物保护技术标准采用适宜的粘接材料进行补配。
(5)使用3D打印部件颜色校正，按照可移动文物修复原则，通过专业技术人员把3D打印部件表面的色彩进行校正，使其与文物本体色彩达到一致。
本发明的有益效果：
(1)3D打印技术在文物修复领域应用的科学性
3D打印技术其精度可达数十微米的数量级，其精确性是传统人工修复所无法比拟的，特别是针对纹饰纤细、结构复杂的部件，更能充分发挥3D打印技术的优势。
采用3D打印技术修复文物的过程中，无论是扫描抄数的方法、三维模型的建立还是缺损部件的打印都可以建立标准化的工作规范和流程，与传统文物修复主要依赖修复人员个人经验和主观判断的方式相比较而言更符合文物科学修复的原则。同时采用3D打印技术修复文物的过程中避免了在文物表面进行翻模塑型以及打磨平整时对文物造成的潜在风险。
(2)3D打印技术在文物修复领域应用的必要性
相对于多达1200多万件文物，目前文物修复行业仅有的2000多名文物修复人员，是远远无法满足文物修复工作的需求。3D打印技术应用于文物修复领域，可以承担部分文物塑型、补配、上色等工序，以设备替代人工，不仅可以提高文物修复人员的工作效率，同时也可以节省宝贵的文物修复人员的人力成本。同时也与目前我国文化遗产保护行业提倡的社会力量参与文物保护修复的发展趋势不谋而合。
具体实施方式
本发明提供了一种3D打印技术修复文物的方法，包括如下步骤：
(1)采用先进高精度三维扫描仪对文物进行1∶1扫描，采用高精度三维扫描仪对文物进行扫描时，不用接触文物本体，就可以实现抄数的功能，对于文物本体的残缺部位的横切面进行精确扫描。
(2)采用云密集三维软件进行逆向工程设计重构，对三维扫描的1∶1抄数数据，利用三维软件进行点云密集云计算逆向还原工程，计算出残缺部件数据。再在计算机上进行精细设计与校正。不仅可以灵活比对重构模型的准确性，也可以同时对重构部件的颜色进行还原，同时可以避免为文物修复人员在文物本体上进行翻模、打磨等潜在风险。
(3)使用3D打印设备打印文物缺损部件，通过计算机软件重构缺损部件模型后，再转入3D打印设备进行3D打印，就目前技术水平而言石膏粉末3D打印机与光敏树脂3D打印机比较适合无机质文物的修复工作。
(4)使用3D打印部件补配文，3D打印部件能够1∶1还原文物本体残缺部位，达到与残缺部位横切面厚度、形状、纹饰一致的要求。按照可移动文物保护技术标准采用适宜的粘接材料进行补配。
(5)使用3D打印部件颜色校正，按照可移动文物修复原则，通过专业技术人员把3D打印部件表面的色彩进行校正，使其与文物本体色彩达到一致。

Claims (6)

1.一种3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用先进高精度三维扫描仪对文物进行1∶1扫描；
(2)采用云密集三维软件进行逆向工程设计重构；
(3)使用3D打印设备打印文物缺损部件；
(4)使用3D打印部件补配文物；
(5)使用3D打印部件颜色校正。
2.如权利要求1所述的3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用高精度三维扫描仪对文物进行扫描时，不用接触文物本体，就可以实现抄数的功能，对于文物本体的残缺部位的横切面进行精确扫描。
3.如权利要求2所述的3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，所述步骤(2)中对三维扫描的1∶1抄数数据，利用三维软件进行点云密集云计算逆向还原工程，计算出残缺部件数据，再在计算机上进行精细设计与校正。
4.如权利要求3所述的3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过计算机软件重构缺损部件模型后，再转入3D打印设备进行3D打印。
5.如权利要求4所述的3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，所述步骤(4)中3D打印部件能够1∶1还原文物本体残缺部位，达到与残缺部位横切面厚度、形状、纹饰一致的要求，按照可移动文物保护技术标准采用适宜的粘接材料进行补配。
6.如权利要求5所述的3D打印技术修复文物的方法，其特征在于，所述步骤(5)中按照可移动文物修复原则，通过专业技术人员把3D打印部件表面的色彩进行校正，使其与文物本体色彩达到一致。
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