查爾斯王子參觀3D打印修復(fù)完成的寶塔,3D Systems助力文化遺產(chǎn)再現(xiàn)于世

眾所周知，查爾斯王子非常喜歡園藝,，日前他拜訪了倫敦的英國皇家植物園(Kew Gardens),，并參觀了通過3D打印技術(shù)結(jié)合掃描流程進(jìn)行修復(fù)的寶塔，與此同時,，查爾斯王子也收到了HRP贈送的由3D Systems打印的龍雕復(fù)制品,，3D Systems的ODM服務(wù)中心專家利用從掃描到CAD的工作流和SLS 3D打印技術(shù)幫助修復(fù)聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)世界文化遺產(chǎn)。

【查爾斯王子與寶塔合影】

挑戰(zhàn)：
為聯(lián)合國教科文組織失蹤200年的文化遺產(chǎn)復(fù)原全套龍雕

解決方案：
3D Systems的ODM服務(wù)中心通過從掃描到工作流的Geomagic(杰魔)軟件,，SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)和高品質(zhì)的后處理成功交付72條輕巧耐用的龍雕

成果：
輕巧的設(shè)計和結(jié)構(gòu)緩解超載老化結(jié)構(gòu)
數(shù)字化工作流與SLS 3D打印技術(shù)免去為龍雕開模的成本和延誤
龍雕的內(nèi)部設(shè)計使安裝便捷,，不存在明顯施工痕跡
成品完全滿足客戶的審美需求與建筑的構(gòu)造技術(shù)要求

【查爾斯王子參觀3D打印修復(fù)的寶塔】

大家都知道，文物復(fù)原是一件非常有使命感的事情,。除了需要努力去維護(hù)和穩(wěn)固歷史結(jié)構(gòu),，進(jìn)行重建,，還需要將文物盡可能的回復(fù)到原本的狀態(tài)。

英國的歷史皇家宮殿(HRP)管理機(jī)構(gòu)計劃修復(fù)位于倫敦皇家植物園邱園內(nèi)的寶塔（The Great Pagoda）,，但是他們面臨諸多挑戰(zhàn),。原始建筑中的幾個關(guān)鍵設(shè)計元素已經(jīng)失落在歷史的長河中，而且快速修復(fù)也涉及到成本,、物流和設(shè)計方面的種種挑戰(zhàn),。

最終通過3D Systems ODM專家專業(yè)的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗，他們成功解決了難題,。

3D Systems的ODM按需制造團(tuán)隊使用從掃描到CAD的工作流,，同時結(jié)合SLS打印技術(shù)，為HRP的修繕工作交付耐用和可復(fù)制的成品,。這是一個繁雜的過程,，ODM團(tuán)隊花費(fèi)了許多時間進(jìn)行前端工程和后端整理工作，為HRP提供高質(zhì)量的全面服務(wù)設(shè)計和制造專業(yè)知識,。

寶塔的前世今生
雖然大家對英國喬治三世國王的看法不一,，但是他在位59年的影響是不可否認(rèn)的。關(guān)于他的電影和研究非常多,，他遺留的財富也遍布他統(tǒng)治的土地,。特別是在英國皇家植物園。

植物園是聯(lián)合國教科文組織的世界文化遺產(chǎn),，也是寶塔的所在地,，這是是一座163英尺高的建筑，建筑風(fēng)格華麗,，充滿中國藝術(shù)風(fēng)情,。

作為喬治三世的導(dǎo)師和御用建筑師，錢伯斯最重要的設(shè)計作品之一,，就是邱園寶塔,。寶塔建于1761-1762年，為磚木結(jié)構(gòu),，高50米,，平面呈八角形，共10層,。

寶塔建成以后,，因其異國情調(diào)和引人入勝的細(xì)節(jié)，游客絡(luò)繹不絕,。寶塔上每一層對應(yīng)的8個角上各有一條龍雕,，共80條，吸引了眾多眼球,。

【錢伯斯手繪設(shè)計稿中的龍形脊飾】

之前流傳一種說法,，龍雕在18世紀(jì)80年代的時候因為寶塔需要維修而被拆除,，但是再也沒有把龍雕復(fù)原回去。還有說法稱龍雕被用來償還皇室債務(wù)了,，但是專家推測木質(zhì)的龍應(yīng)該只是隨著歲月的侵蝕而風(fēng)化殆盡了,。

這座寶塔是自然環(huán)境保護(hù)主義者經(jīng)常討論的話題點，200多年來,，寶塔終于因為龍雕的修繕工作而重塑輝煌,。作為HRP和皇家植物園的修繕項目的一部分，這批龍雕通過現(xiàn)代技術(shù)的特殊加固從而可以承受時間的考驗,。

為龍雕精心策劃
當(dāng)HRP開始探究方法來修復(fù)龍雕的時候,，面臨了一些困境：木質(zhì)的龍雕還是會遇到跟之前的龍雕一樣的使用壽命問題，而且這座寶塔已經(jīng)2000年沒有承受過龍雕的重量了,。

HRP的項目總監(jiān)克雷格•哈托表示：“這個項目最大的挑戰(zhàn)就是需要盡量減少這么多龍雕對寶塔的傷害�,！睋�(dān)心老化的寶塔結(jié)構(gòu)可能無力承擔(dān)突如其來的80條龍的重量,，HRP希望需求一種更輕質(zhì)的龍雕來確保不發(fā)生任何事故。實際還需要考慮的有傳統(tǒng)材料和工藝相關(guān)的同樣有效的時間和成本問題,�,！�

HRP正在尋找一種修復(fù)方案，可以解決項目中的質(zhì)量,、重量,、時間和成本問題。HRP需要全方位的服務(wù)供應(yīng)商,，3D Systems滿足這個項目所需的專業(yè)知識,、技術(shù)、質(zhì)量和可擴(kuò)展性等要求,。

設(shè)計龍雕的造型
龍雕在兩組專業(yè)設(shè)計師的手下重新煥發(fā)光彩,，龍雕的外觀是根據(jù)僅存的歷史信息重塑的。設(shè)計完成后,，用木頭雕刻龍的原型,，接下來由3D Systems的第二個設(shè)計和工程團(tuán)隊進(jìn)行數(shù)字化制造流程。另外七條木雕龍被裝飾在寶塔的第一層,，剩下72條使用SLS技術(shù)進(jìn)行打印,。

【作為逆向工程工作流程的一部分，對雕刻的木龍進(jìn)行了3D掃描】

利用逆向工程工作流和FARO的掃描臂對木龍進(jìn)行掃描,， 3D Systems的設(shè)計專家將掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Geomagic Design X軟件,，整合中空結(jié)構(gòu)來控制層厚，這個過程讓3D Systems可以解決HRP始終關(guān)切的龍雕的重量問題,，還能在過程中保持外部細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu)完整性,。

大師手工雕刻的外形非常復(fù)雜,，中空的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，傳統(tǒng)制造很難實現(xiàn),，需采用增材制造技術(shù),。3D Systems使用數(shù)字化工作流，能無縫縮放龍雕的模型,，以實現(xiàn)大寶塔二層至十層的不同尺寸需求,。總共準(zhǔn)備了18個設(shè)計圖,，包括9對不同大小,、左右對稱的龍雕。

3D Systems工程師直接在CAD文件中添加引人入勝的細(xì)節(jié),，將各種特征融入龍雕的設(shè)計中,。這些設(shè)計是龍雕結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分，由3D Systems ODM團(tuán)隊與此項目另一工程團(tuán)隊Hockley & Dawson密切合作完成,。由于加固安裝的機(jī)械要求,，18條龍雕都需要有所不同的個性化設(shè)計。

【3D Systems ODM英國事業(yè)部的總經(jīng)理Nick Lewis手捧3D打印龍雕】

3D Systems ODM英國事業(yè)部的總經(jīng)理Nick Lewis表示：“最終得到的成品是原始龍雕的完美復(fù)制版,，但是觀賞者無法看到的地方我們已經(jīng)對龍雕做了提升,。我們?yōu)榘踩�安裝設(shè)計了內(nèi)部元件，但設(shè)計的方法是將其完全隱藏起來,，這樣就看不到螺母,、螺栓或施工痕跡�,！�

增材制造的獨特優(yōu)勢

【SLS 3D打印解決了HRP擔(dān)心的質(zhì)量,、重量、時間和成本問題】

3D Systems ODM團(tuán)隊充分利用增材制造的設(shè)計優(yōu)勢,，整合了一系列的螺絲,、螺紋和覆蓋物，這些都沿著龍的脊椎形狀精確設(shè)計,�,！拔覀冏罱K采用的結(jié)構(gòu)是利用增材制造的獨特優(yōu)勢而制成,，這對我們來說是常用做法,，但是對于剛接觸的客戶來說,，這個方法真的很驚奇。這些特別的因素結(jié)合起來,，讓龍雕重現(xiàn)于世變得很奇妙,，對于我們來說，這是我們整合資源來更有效解決問題的方法，這也是增材制造技術(shù)的一大優(yōu)勢,�,！�

經(jīng)過三維掃描和設(shè)計，打印出早期原型進(jìn)行分析和測試,，以確保最終設(shè)計符合現(xiàn)代建筑的嚴(yán)格要求,。

在整個過程中，3D Systems致力于在滿足客戶審美需求的同時,，滿足建筑商的所有技術(shù)要求,。3D Systems的工程師在決定如何更好打印SLS模型及定位、隱藏各種安裝所需的封口和蓋帽時,，就會充分考慮這些需求,。

用于歷史修復(fù)的3D打印

【龍雕最終尺寸都在1.2~2米之間】

3D Systems在英國和荷蘭的ODM團(tuán)隊使用SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)打印這些龍雕。龍雕的尺寸很大,，最終尺寸都在1.2~2米之間,。3D Systems的sPro 230設(shè)備用于此次打印任務(wù)。其最大成型尺寸為550 mm x 550 mm x 750 mm,，得益于較大的成型尺寸,，使龍雕的裝配組件更少。

【3D打印完成的龍,，由3D Systems位于海威科姆的后處理部門對龍雕進(jìn)行了后處理和最后的手工繪制】

【新的龍雕由3D Systems海威科姆后處理部門完成手工繪制】

龍雕使用DuraForm PA材料打印，這是一種耐用的尼龍12材料,，生成的外觀和感覺和龍雕原型類似,。DuraForm PA的分辨率和力學(xué)性能使其極適合用于制作薄壁件或需要快速卡和的部件。在這次的案例中,，這些特性既匹配安裝所需的功能性需求,，也符合歷史文物的外觀需求。打印完成后,，3D Systems的海威科姆后處理部門對龍雕進(jìn)行了后處理和最后的手工繪制,，他們還繪制了雕刻的木龍，這樣可以確保所有龍雕的風(fēng)格一致,。

Lewis提到：“3D Systems非常榮幸能入選這個項目,，可以有機(jī)會來復(fù)原一個文化歷史坐標(biāo)。我們在3D打印積累的經(jīng)驗和知識非常豐富,，我們能夠在修復(fù)的多個階段提供指導(dǎo),，從工程設(shè)計、生產(chǎn)到整個完成,�,！�

重新開放
在孤獨佇立了200年后，寶塔最終將以最原始的面貌再次出現(xiàn)在公眾眼前,。

Hatto說到：”在過去的幾十年里,，許多人嘗試修復(fù)龍雕,，但是都失敗了，現(xiàn)在通過3D打印技術(shù)才讓龍雕重新面世,。專家小組開發(fā)了一個創(chuàng)新的,、輕量級和持久的解決方案，最終使我們得以將這些丟失的文物歸還給這座珍貴的皇家建筑,。龍雕將會在這個世界文化遺產(chǎn)中擁有他原本的位置,，并在未來成為倫敦文化的一部分�,！�

無論您是在尋求逆向工程,、小批量制造服務(wù)、快速3D打印部件,、原型還是外觀模型,，3D Systems的ODM團(tuán)隊將為您提供合適您的服務(wù)。

錢伯斯手繪設(shè)計稿中的龍形脊飾圖來源：Culture24,，網(wǎng)址：http://www.culture24.org.uk/hist ... n-major-restoration

關(guān)于3D Systems
3D Systems提供全面的3D產(chǎn)品和服務(wù),，包括3D打印機(jī)、打印材料,、云計算按需定制部件和數(shù)字設(shè)計工具,。公司的生態(tài)系統(tǒng)覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計到工廠車間的先進(jìn)應(yīng)用。3D Systems精準(zhǔn)的醫(yī)療解決方案包括模擬,、虛擬手術(shù)規(guī)劃,、醫(yī)療、牙科設(shè)備以及給患者定制的外科手術(shù)器械的打印,。3D Systems花費(fèi)了30年的時間幫助專業(yè)人士和企業(yè)優(yōu)化他們的設(shè)計,、改造工作流程，將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場,、驅(qū)動新的商業(yè)模式,。

來源：3D Systems