CN111745352A - 破碎文物支撑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种破碎文物支撑系统，包括：用于设置于破碎文物内部以从内部支撑破碎文物的内支撑模块、与内支撑模块可拆卸地相连接的外支撑卡扣以及用于固定破碎文物的碎片的连接扣件。内支撑模块主要由主体模块和若干个分体模块拼接而成，各个分体模块分别与主体模块可拆卸地相连接，外支撑卡扣一端与内支撑模块相连接，另一端设置于内支撑模块下方，以支撑内支撑模块，连接扣件与内支撑模块连接，以用于将碎片固定于内支撑模块上。如此设置，破碎文物的各个部分均通过机械可拆卸的方式与内支撑模块连接组装，无需粘接或者焊接，能够简便地实现反复拆解和组装，便于专家学者后续对文物进行研究或者进一步维护处理。

Description

破碎文物支撑系统

技术领域

本发明涉及技术领域文物修复技术领域，特别是涉及一种破碎文物的支撑系统。

背景技术

考古出土的破碎残缺文物，通常需要进行碎片连接和补全，以便增加其稳定性并便于展览陈列。以青铜器修复为例，传统的修复方法通过焊接或粘接连接文物碎片，然后在文物本体翻制模具，用其铸造出补配件，或者使用铜皮锤揲出补配件用于补全。无论何种方式制得的补配件最终均要通过焊接或粘接连接于文物。这种修复方式对文物本体的干预较大，未来不便于拆解修复过的文物进行再次处理或研究。

近年来，新兴的3D打印技术越来越多的被各行业关注，该技术也被倡导用于文物修复，以期降低文物修复对修复师手艺的依赖。3D 打印用于修复文物的方法通常是借助3D扫描获得文物三维数据，借助软件虚拟复原残缺部位，再通过3D打印制得文物残缺部位的补配件。但是，这种方式最终还是需要通过粘接将补配件固定于文物上的残缺部位，所以采用3D打印技术辅助修复过的文物，还是不便于快速拆解和反复组装。因此，如何解决现有技术中破碎残缺文物经修复后不便于拆解以对文物碎片进行再处理或研究的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种能够方便地对修复后的文物进行组装和拆卸的破碎文物支撑系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种破碎文物支撑系统，包括：用于设置于破碎文物内部以从内部支撑破碎文物的内支撑模块、与所述内支撑模块可拆卸地相连接的外支撑卡扣以及用于固定破碎文物的碎片的连接扣件，所述内支撑模块主要由主体模块和若干个分体模块拼接而成，各个所述分体模块分别与所述主体模块可拆卸地相连接，所述外支撑卡扣一端与所述内支撑模块相连接，另一端设置于所述内支撑模块下方，以支撑所述内支撑模块，所述连接扣件与所述内支撑模块连接，以用于将碎片固定于所述内支撑模块上。

进一步地，各个所述分体模块分别通过螺栓与所述主体模块连接。

进一步地，所述主体模块上设有供螺栓穿过的贯通孔，所述分体模块上与所述贯通孔对应的位置设有螺母安装孔，所述螺母安装孔内固定地设有用于与螺栓螺纹配合的螺母。

进一步地，所述螺母与所述螺母安装孔粘接固定。

进一步地，所述连接扣件包括固定卡扣和活动卡扣，所述固定卡扣用于设置在碎片下方，且所述固定卡扣一端与所述内支撑模块连接，另一端用于与碎片的外表面相抵，所述活动卡扣用于设置在碎片上方以固定和松开碎片。

进一步地，所述活动卡扣包括圆环段和与所述圆环段连接的连接段，所述连接段上远离所述圆环段的一端设有用于与碎片表面相抵的固定段，所述活动卡扣通过螺栓与所述内支撑模块连接，所述圆环段可转动地套装于螺栓上。

进一步地，所述活动卡扣为C型卡扣，所述内支撑模块上设有斜孔，所述C型卡扣一端伸入所述斜孔，另一端用于卡在碎片外表面。

进一步地，所述外支撑卡扣为黄铜锻造形成的外支撑卡扣。

进一步地，还包括用于伸入破碎文物的底座内的支撑托块，所述支撑托块外表面用于所述底座的内表面相贴合。

进一步地，所述支撑托块底部设有安装槽，所述外支撑卡扣整体呈L形，所述外支撑卡扣一端通过螺栓与所述内支撑模块连接，另一端伸入所述安装槽内。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的破碎文物支撑系统，包括：用于设置于破碎文物内部以从内部支撑破碎文物的内支撑模块、与内支撑模块可拆卸地相连接的外支撑卡扣以及用于固定破碎文物的碎片的连接扣件。内支撑模块主要由主体模块和若干个分体模块拼接而成，各个分体模块分别与主体模块可拆卸地相连接，外支撑卡扣一端与内支撑模块相连接，另一端设置于内支撑模块下方，以支撑内支撑模块，连接扣件与内支撑模块连接，以用于将碎片固定于内支撑模块上。

使用时，破碎文物能够套装在内支撑模块上，而其他的碎片能够通过连接扣件这种机械连接的方式固定到内支撑模块上，使得破碎文物的重量分布在内支撑模块上，而外支撑卡扣与内支撑模块连接，以能够支撑内支撑模块，即最后整个修复后的文物重量由外支撑卡扣支撑，从而防止脆弱的文物进一步受到重压而损坏。如此设置，破碎文物的各个部分均通过机械可拆卸的方式与内支撑模块连接组装，无需粘接或者焊接，能够简便地实现反复拆解和组装，便于专家学者后续对文物进行研究或者进一步维护处理，并且对于负责文物管理的人员来说，即便其没有掌握高超的文物修复保护技术，经过简单的培训并配合操作手册便可完成上述拆解和组装操作，便于文物的日常保养和观察研究。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中待修复的铜壶的结构示意图；

图2为本发明实施例中使用逆向工程软件所得破碎文物的内支撑模块示意图；

图3为本发明实施例中内支撑模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中主体模块和分体模块的连接结构示意图；

图5为本发明实施例中对分体模块进行齿科蜡片取形的示意图；

图6为本发明实施例中对主体模块的断口封闭及局部补全的示意图；

图7为本发明实施例中制作底部夹片的示意图；

图8为本发明实施例中对第一碎片的缺口进行PSI胶贴覆；

图9为本发明实施例中连接扣件的结构示意图；

图10为本发明实施例中将第二碎片安装于主体模块时的示意图；

图11为本发明实施例中制作支撑托块时的示意图；

图12为本发明破碎文物支撑系统的爆照图；

图13为图12中破碎文物支撑系统安装合并部分部件后的示意图；

图14为图13中破碎文物支撑系统进一步安装合并部分部件后的示意图；

图15为图14中破碎文物支撑系统进一步安装合并部分部件后的示意图；

图16本发明实施例中利用破碎文物支撑系统修复后的文物；

图17为图16中修复后的文物的后侧角度示意图；

图18为本发明实施例中另一种连接扣件的结构示意图。

附图标记说明：1、外支撑卡扣；2、主体模块；3、分体模块；4、螺栓；5、螺母；6、螺母安装孔；7、固定卡扣；8、活动卡扣；9、支撑托块；10、安装槽；11、第一碎片；12、第二碎片；13、底座； 14、第一蜡模；15、第二蜡模；16、底部夹片；17、纸胶带；18、聚四氟乙烯薄膜；19、斜孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图18所示，本发明实施例提供的一种破碎文物支撑系统，包括用于设置于破碎文物内部以从内部支撑破碎文物的内支撑模块、与内支撑模块可拆卸地相连接的外支撑卡扣1以及用于固定破碎文物的碎片的连接扣件。参考图1所示的一种破碎的铜壶，以下主要以该破碎的铜壶为例对本发明的破碎文物支撑系统及破碎文物支撑系统的制造方法进行介绍，该待修复的铜壶主要包括第一碎片11、第二碎片12和底座13。关于内支撑模块的制取，可以采用如下方式：使用Artec 3D扫描仪对待修复的破碎文物进行数据采集，并配合Artec Studio 11 Professional 3D数据采集和后处理软件，得到文物的点云数据。使用Geomagic数据处理软件对三维扫描所得数据进行处理，实现逆向建模。逆向实际上就是通过产品反推其生产过程，进而进行再设计。通过逆向工程，相当于反推青铜器的生产过程所用模具——内芯，以作为文物内部支撑。为了便于内支撑模块从文物上脱模，内支撑模块主要由主体模块2和若干个分体模块3拼接而成，各个分体模块3分别与主体模块2可拆卸地相连接。主体模块2和分体模块3的大小应使得先后脱模顺序合理，即能够依次地放入到破碎文物内或者能够依次地从破碎文物内取出，参考图13所示，主体模块和分体模块能够依次地放入第一碎片11内,。打印前先将逆向工程所得三维 CAD模型数据转换为STL文件，然后使用3D打印机配合光敏树脂叠层成型，即可得到主体模块2和分体模块3，也就是文物内支撑模块。本实施例中的内支撑模块包括一个主体模块2和两个分体模块3。外支撑卡扣1一端与内支撑模块相连接，另一端设置于内支撑模块下方，以支撑内支撑模块。连接扣件与内支撑模块连接，以用于将其余的碎片固定于内支撑模块上。

使用时，破碎文物能够套装在内支撑模块上，而其他的碎片能够通过连接扣件这种机械连接的方式固定到内支撑模块上，使得破碎文物的重量分布在内支撑模块上，而外支撑卡扣1与内支撑模块连接，以能够支撑内支撑模块，即最后整个修复后的文物重量由外支撑卡扣 1支撑，从而防止脆弱的文物进一步受到重压而损坏。如此设置，破碎文物的各个部分均通过机械可拆卸的方式与内支撑模块连接组装，无需粘接或者焊接，能够简便地实现反复拆解和组装，便于专家学者后续对文物进行研究或者进一步维护处理，并且对于负责文物管理的人员来说，即便其没有掌握高超的文物修复保护技术，经过简单的培训并配合操作手册便可完成上述拆解和组装操作，便于文物的日常保养和观察研究。

参考图4所示，一些实施例中，各个分体模块3分别通过螺栓4 与主体模块2连接。具体地，主体模块2上设有供螺栓4穿过的贯通孔，分体模块3上与贯通孔对应的位置设有螺母安装孔6，螺母安装孔6内固定地设有用于与螺栓4螺纹配合的螺母5。例如，螺母5可以通过粘接的方式与螺母安装孔6固定连接。具体地，分体模块3和主体模块2分别通过3D打印完成后，可先使用胶带捆绑主体模块2 和分体模块3，并在主体模块2和分体模块3的连接处配合钻孔，孔径稍大于即将使用的螺栓4的螺纹外径。然后将分体模块3上的孔洞扩大，以使与螺栓4配合的螺母5能够放入到该孔洞内，该孔洞即为上述的螺母安装孔6。螺母安装孔6内灌入调和均匀的膏状的安特固环氧树脂，将螺栓4穿入主体模块2上的贯通孔，并将螺母5安装于螺栓4上。分体模块3的用于与主体模块2接触的部位喷涂隔离剂后，将两者合并在一起并固定。等待安特固环氧树脂固化，随后将螺栓4 逆时针旋转拧出，完成螺母5的精确植入。

参考图5和图6所示，将内支撑模块拼接完成后，使用热风枪加热软化的齿科蜡片，在两个分体模块3上翻模取形，分别得到第一蜡模14和第二蜡模15。将第一蜡模14和第二蜡模15表面分别喷涂硅油分型剂后，衬托于文物第一碎片11的残缺处。使用安特固双组份环氧树脂在暴露的蜡模表面涂挂，待其固化，修整树脂补全部位的边缘，使其具有合理的拔模斜度，这样即可通过最小的补全面积，实现第一碎片11断口的封闭，防止第一碎片11脆弱的断口发生进一步的碰损，修补部分参见图6中标记“△”的部位。修补完成后的结构可以参考图12中所示的第一碎片11。

完成第一碎片11断口的修补后，即可制作底部夹片16。先将内支撑模块按照图12-14所示的方式安装到第一碎片11内，然后参考图7所示，将文物倒置固定在环形泡棉支撑上，在内支撑模块底部和文物碎片朝上的断面上，贴覆无酸低黏度纸胶带17(或用聚四氟乙烯防粘薄膜或单面带胶的醋酸纤维素薄膜替代)，将美国普施公司生产的PSI速成铜胶棒切取适量并揉捏均匀后擀成薄片，平铺于纸胶带 17表面，如图7中标记“△”的部位。在薄片表面喷涂适量硅油分型剂，将文物底座13轻轻压于薄片之上，使薄片获得所需造型，并且与内支撑模块底部及底座13的底面贴合度良好。数分钟后，PSI 胶开始放热定型，将文物底座13及时取下。最后得到如图12所示的底部夹片16。

完成底部夹片16的制作后，参考图8所示，将内支撑模块周围的第一碎片11的断面用无酸低黏度纸胶带17贴覆，以便防粘保护。在内支撑模块暴露的表面喷涂硅油分型剂，将美国普施公司生产的 PSI速成铜胶棒切取适量并揉捏均匀后擀成薄片，平铺于内支撑模块的表面并与纸胶带17紧密地接触，如图中标记“△”的部位，完成后的主体模块2的结构如图9所示。

在主体模块2上完成贴覆后，在主体模块2上加工第二碎片12 的嵌入空间。参考图9-10，首先将第二碎片12摆置在主体模块2上的相应位置并划线标记第二碎片12的边缘轮廓，然后在主体模块2 上剔出可以嵌入第二碎片12的凹槽。而连接扣件可以包括固定卡扣7和活动卡扣8。固定卡扣7用于设置在碎片下方，且固定卡扣7一端与内支撑模块连接，另一端用于与碎片的外表面相抵，活动卡扣8 用于设置在碎片上方以固定和松开碎片。参考图9所示，例如，固定卡扣7可以是由黄铜丝锻造成的L型卡扣，插入到主体模块2上相应位置的插孔内并用安特固环氧树脂粘接固定。参考图9所示，可选地，活动卡扣8包括圆环段和与圆环段连接的连接段。连接段上远离圆环段的一端设有用于与碎片表面相抵的固定段，活动卡扣8通过螺栓4 与内支撑模块连接，圆环段可转动地套装于螺丝上。例如，活动卡扣 8可以是由黄铜条锻造形成的一体结构。使用铣刀在主体模块2上部铣出凹槽，再用钻头于凹槽中央钻出透孔，透孔孔径稍大于随后使用的螺丝的螺纹外径。将活动卡扣8的圆环段嵌入凹槽，螺丝穿过圆环段的及凹槽底部的透孔，与另一侧的螺母连接。螺丝与螺母拧紧时，活动卡扣8被固定，将第二碎片12顶端锁定；螺丝与螺母拧松时，活动卡扣8可转动，便于将第二碎片12顶端解锁，将第二碎片12从主体模块2上拆解。当然，活动卡扣8还可以采用其他形式，如图 18所示，活动卡扣8可以为C型卡扣，内支撑模块上设有斜孔19，C 型卡扣一端伸入斜孔19，另一端用于卡在碎片外表面。当第二碎片 12摆放所需位置，将活动卡扣8插入斜孔19，再将下一片文物碎片拼接时，活动卡扣8被限制移动，从而实现第二碎片12的固定。需要拆解第二碎片12时，先移开第二锁片上方的其他碎片，再拔出活动卡扣84即可。

完成第二碎片的嵌入空间及连接卡扣后，为防止文物底座13受力不均匀，局部受压过大造成进一步损坏，为其制作随形的支撑托块 9。首先在底座13的内壁上铺设聚四氟乙烯薄膜18作为防粘层，然后将美国普施公司生产的PSI速成铜胶棒切取适量并揉捏均匀后擀成薄片，平铺于底座13内壁四周及底部(如图“△”区域)。待PSI胶放热定型，便将其从底座13内取出。待其完全硬化，再填入更多的 PSI胶使其成为实心结构。完成后的支撑托块9如图12中所示。

参考图12-16所示，支撑托块9底部设有安装槽10，外支撑卡扣 1整体呈L形，外支撑卡扣1一端通过螺栓4与内支撑模块连接，另一端伸入安装槽10内。如此设置，外支撑模块能够保证支撑托块9、底座13和底部夹片16连接的稳定，并且能够承受内支撑模块、第一碎片11和第二碎片12的重量，防止底座13受力被损坏。可选地，外支撑卡扣1为黄铜锻造形成的外支撑卡扣1。

参考图12-16，破碎文物支撑系统的组装步骤为：第一步，先将第二碎片12嵌入到内支撑模块上。先将活动卡扣8的螺丝拧松，使活动卡扣8转动至少90度，将第二碎片12插入内支撑模块与固定卡扣7之间的空隙内，固定卡扣7限定了第二碎片12下部的移动。当第二碎片12嵌入内支撑模块表面的凹槽区域，将活动卡扣8转回初始位置并拧紧其螺丝，第二碎片12的上部也被限制移。

第二步，先将两个分体模块3置入文物第一碎片11内腔，再将主体模块2插入两个分体模块3之间。将底部夹片16、底座13和支撑托块9三者合并安装。

第三步，用螺栓4将主体模块2和分体模块3连接，确保内部支撑模块与文物的第一碎片11之间的牢固锁定。再将合并在一起的底部夹片16、底座13和支撑托块9与内支撑模块合并。

第四步，此时底部夹片16、底座13和支撑托块9与内支撑模块严密接触但未有稳定连接，为防止收藏、管理和展陈过程中底部夹片16、底座13和支撑托块9三者易脱落。使用外支撑卡扣1和螺丝，将所修文物的各个部件连接为整体，外支撑卡扣1的下端伸入到支撑托块9的下方安装槽10内，能够防止底部夹片16、底座13和支撑托块9三者与内支撑模块脱离。为了连接外支撑卡扣1，可以在内支撑模块上预埋用于与螺丝配合的螺母5，预埋螺母5的方法原理与前文所述一致，不再赘言。

参考图17为文物碎片、内支撑模块、外支撑卡扣1等各个配件全部组装完毕的背面效果，文物被修复完毕，各个碎片被重建为完整的造型，便于碎片保管、保护及展示陈列。通过外支撑卡扣1和螺丝所形成的外部支撑，将第一碎片11和第二锁片以及内支撑模块的全部重量传递到摆放文物的展台之上，防止脆弱的底座13受到重压而造成进一步的损坏。

图16为文物修复以后的正面造型，只可见到第一碎片11、底部夹片16、底座13之间的缝隙，修复后的文物在空间结构的整体性、稳定性以及展陈效果上与传统文物修复并无甚大差异。但本方法修复过的文物，依然可以简便的实现反复的拆解和重新组装，负责文物管理的人员，即便没有掌握高超的文物修复保护技术，经过简单的培训并配合操作手册便可完成上述拆解和组装行为，便于文物的日常保养和观察研究。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种破碎文物支撑系统，其特征在于，包括：用于设置于破碎文物内部以从内部支撑破碎文物的内支撑模块、与所述内支撑模块可拆卸地相连接的外支撑卡扣以及用于固定破碎文物的碎片的连接扣件，所述内支撑模块主要由主体模块和若干个分体模块拼接而成，各个所述分体模块分别与所述主体模块可拆卸地相连接，所述外支撑卡扣一端与所述内支撑模块相连接，另一端设置于所述内支撑模块下方，以支撑所述内支撑模块，所述连接扣件与所述内支撑模块连接，以用于将碎片固定于所述内支撑模块上。

2.根据权利要求1所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，各个所述分体模块分别通过螺栓与所述主体模块连接。

3.根据权利要求2所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述主体模块上设有供螺栓穿过的贯通孔，所述分体模块上与所述贯通孔对应的位置设有螺母安装孔，所述螺母安装孔内固定地设有用于与螺栓螺纹配合的螺母。

4.根据权利要求3所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述螺母与所述螺母安装孔粘接固定。

5.根据权利要求1所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述连接扣件包括固定卡扣和活动卡扣，所述固定卡扣用于设置在碎片下方，且所述固定卡扣一端与所述内支撑模块连接，另一端用于与碎片的外表面相抵，所述活动卡扣用于设置在碎片上方以固定和松开碎片。

6.根据权利要求5所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述活动卡扣包括圆环段和与所述圆环段连接的连接段，所述连接段上远离所述圆环段的一端设有用于与碎片表面相抵的固定段，所述活动卡扣通过螺栓与所述内支撑模块连接，所述圆环段可转动地套装于螺栓上。

7.根据权利要求5所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述活动卡扣为C型卡扣，所述内支撑模块上设有斜孔，所述C型卡扣一端伸入所述斜孔，另一端用于卡在碎片外表面。

8.根据权利要求1所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述外支撑卡扣为黄铜锻造形成的外支撑卡扣。

9.根据权利要求1所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，还包括用于伸入破碎文物的底座内的支撑托块，所述支撑托块外表面用于与所述底座的内表面相贴合。

10.根据权利要求9所述的破碎文物支撑系统，其特征在于，所述支撑托块底部设有安装槽，所述外支撑卡扣整体呈L形，所述外支撑卡扣一端通过螺栓与所述内支撑模块连接，另一端伸入所述安装槽内。

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