3D打印的青銅器皿方罍罍蓋與罍身在工作人員的操作下完成合璧

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　　導(dǎo)讀：在湖南省公私單位和熱心人士的合力推動(dòng)下，西周早期體型最大的青銅器皿方罍罍身即將回歸湖南，與罍蓋合壁。皿方罍的合璧正是運(yùn)用了目前流行的3D打印技術(shù)，確認(rèn)了分離90余年的文物原為一體。

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　　六張照片建立3D模型

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　　2014年3月15日，湖南省博物館的工作人員來(lái)到湖南盈博數(shù)碼科技，希望打印出皿方罍上蓋的模型。負(fù)責(zé)此次打印的盈博科技董事長(zhǎng)劉武說(shuō)，湖南省博物館只發(fā)給他們6張皿天全方罍蓋的照片，“6張照片，分別是蓋子的前、后、左、右、上、下，我們根據(jù)照片制作數(shù)字模型?！边@個(gè)制作過(guò)程，是3D打印過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，4個(gè)工程師共同完成，而隨后進(jìn)行的打印過(guò)程，共用時(shí)16個(gè)小時(shí)。3月16日上午，3D打印的皿方罍蓋出爐，隨即被送往長(zhǎng)沙黃花國(guó)際機(jī)場(chǎng)，由洽購(gòu)團(tuán)隊(duì)帶往紐約，與正在展出的皿方罍器身進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)匹配。2014年3月19日，紐約傳來(lái)消息，文物專家認(rèn)為模型的高精密度與原物完全一致，千年皿方罍身首合壁。3D打印技術(shù)已日趨成熟，首次打印的皿方罍罍蓋3D模型，是3D技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域的一次成功應(yīng)用。

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　　3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。

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　　復(fù)制文物外形 時(shí)間痕跡難呈現(xiàn)

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　　3D打印技術(shù)已經(jīng)逐步推廣并應(yīng)用于文物修復(fù)。據(jù)專業(yè)人士介紹，3D打印技術(shù)在原理上并不復(fù)雜，就是一個(gè)獲取數(shù)據(jù)，再打印實(shí)物的過(guò)程。

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　　陜西歷史博物館實(shí)驗(yàn)室李文怡表示，3D打印技術(shù)在她們的博物館主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：一是對(duì)于無(wú)法翻?；虿贿m于翻模的文物進(jìn)行復(fù)制，二是用于局部殘缺文物的修復(fù)。

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　　“傳統(tǒng)的文物復(fù)制一般直接在文物上翻模，對(duì)于不適于翻模的文物(如表面有彩繪、陶質(zhì)文物)則采用粘土塑形復(fù)制?！崩钗拟硎具@樣的復(fù)制方法會(huì)造成兩種不利影響，“首先是翻模材料殘留在文物表面，對(duì)文物造成污染；其次塑形與文物不能達(dá)到百分之百的一致。結(jié)合三維掃描技術(shù)的3D打印可以很好的解決這些問(wèn)題。”首先使用三維掃描技術(shù)獲得復(fù)制文物的三維模型，再使用3D打印獲得復(fù)制品，再在復(fù)制品上翻模復(fù)制，就可以批量制作。對(duì)于殘缺文物的修復(fù)，李文怡表示：“首先要獲得殘缺處的三維模型。例如陶俑有一足缺失，根據(jù)分析，應(yīng)與另一足形狀相同，可以掃描另一足外形打印后用作補(bǔ)全的依據(jù)。再如瓷碗口沿缺失局部，而缺失處整體弧度與其他部分是完全相同的，也可通過(guò)復(fù)制其他部分來(lái)進(jìn)行文物修復(fù)。個(gè)別材質(zhì)的文物(如瓷器)還可直接利用打印品進(jìn)行文物補(bǔ)全。

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　　有人認(rèn)為，3D打印出的文物和原物在本質(zhì)上有區(qū)別。對(duì)此，陜西歷史博物館的研究人員表示：“這么說(shuō)是對(duì)的。實(shí)際上我們已經(jīng)可以獲得與文物一模一樣的外形，但很難通過(guò)打印獲得與文物一模一樣的材質(zhì)。”3D打印目前所使用的材質(zhì)比較局限，而文物都是具有一定的時(shí)間長(zhǎng)度，有著時(shí)間烙印的，外形可以被復(fù)制，但是時(shí)代打磨的痕跡無(wú)法復(fù)制。

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　　3D復(fù)制品解放文物運(yùn)輸與展覽

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　　文物往往以收藏品的形式出現(xiàn)在博物館的展柜和庫(kù)房里，這就決定了大眾很難直接接觸到這些高端的文物，無(wú)法近距離感受其審美。但是3D打印技術(shù)使這個(gè)問(wèn)題得到了解決。四川廣漢三星堆博物館引進(jìn)了3D掃描儀和打印機(jī)，為每一件文物建立3D檔案以及建立數(shù)字展廳，并向人們?nèi)轿粍?dòng)態(tài)展示館藏文物。這一技術(shù)有利于打破藏品與大眾的距離感并形成互動(dòng)。博物館的文物復(fù)制品真正與公眾零距離接觸，從而增加了展覽的互動(dòng)性和趣味性。

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　　有專家表示，對(duì)于一些不易于挪動(dòng)或者運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)受到損壞的文物，3D打印或許會(huì)起到一個(gè)很好的替代作用。通過(guò)3D打印復(fù)制出依據(jù)需要調(diào)整比例的文物復(fù)制品，借展到全國(guó)各地的博物館，不僅保護(hù)了原有文物的完整性而且很好地發(fā)揮出博物館的公共教育功能。

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　　成本高昂難普及

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　　3D打印并不是單獨(dú)存在的，它需要建立在三維建模的基礎(chǔ)之上。要獲得成功的打印品的前提是完美的三維模型，而三維模型的建立則需要一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和細(xì)致的三維建模過(guò)程。盡管3D打印耗時(shí)較少，但是完整精密的三維建模需要耗費(fèi)很多時(shí)間和精力。

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　　成本過(guò)高以及材料過(guò)于局限是3D打印普遍存在的另一個(gè)問(wèn)題。目前國(guó)外可用于3D打印的材料已達(dá)到100多種，而國(guó)產(chǎn)材料僅幾十種，許多材料還依賴進(jìn)口，價(jià)格高昂。有專家表示，雖然3D打印很熱門(mén)，但大多數(shù)企業(yè)并不愿意投入幾百萬(wàn)元上千萬(wàn)元去采購(gòu)設(shè)備。而對(duì)于博物館來(lái)說(shuō)，擁有3D打印設(shè)備是必要的，這種投入與用于手工修復(fù)的投入相比性價(jià)比更高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)3D打印技術(shù)會(huì)逐漸普及，成本也會(huì)相應(yīng)降低，更多的機(jī)構(gòu)和個(gè)人將會(huì)受益于這一技術(shù)。