完罍归湘观察三：3D打印注入文保新活力

3D打印的青铜器皿方罍罍盖与罍身在工作人员的操作下完成合璧

　　导读：在湖南省公私单位和热心人士的合力推动下，西周早期体型最大的青铜器皿方罍罍身即将回归湖南，与罍盖合壁。皿方罍的合璧正是运用了目前流行的3D打印技术，确认了分离90余年的文物原为一体。

　　作者：孟语

　　六张照片建立3D模型

　　2014年3月15日，湖南省博物馆的工作人员来到湖南盈博数码科技，希望打印出皿方罍上盖的模型。负责此次打印的盈博科技董事长刘武说，湖南省博物馆只发给他们6张皿天全方罍盖的照片，“6张照片，分别是盖子的前、后、左、右、上、下，我们根据照片制作数字模型。”这个制作过程，是3D打印过程中的关键环节，4个工程师共同完成，而随后进行的打印过程，共用时16个小时。3月16日上午，3D打印的皿方罍盖出炉，随即被送往长沙黄花国际机场，由洽购团队带往纽约，与正在展出的皿方罍器身进行现场匹配。2014年3月19日，纽约传来消息，文物专家认为模型的高精密度与原物完全一致，千年皿方罍身首合壁。3D打印技术已日趋成熟，首次打印的皿方罍罍盖3D模型，是3D技术在文物保护领域的一次成功应用。

　　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纸层叠等技术的最新快速成型装置。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”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

　　复制文物外形 时间痕迹难呈现

　　3D打印技术已经逐步推广并应用于文物修复。据专业人士介绍，3D打印技术在原理上并不复杂，就是一个获取数据，再打印实物的过程。

　　陕西历史博物馆实验室李文怡表示，3D打印技术在她们的博物馆主要应用在两个方面：一是对于无法翻模或不适于翻模的文物进行复制，二是用于局部残缺文物的修复。

　　“传统的文物复制一般直接在文物上翻模，对于不适于翻模的文物(如表面有彩绘、陶质文物)则采用粘土塑形复制。”李文怡表示这样的复制方法会造成两种不利影响，“首先是翻模材料残留在文物表面，对文物造成污染；其次塑形与文物不能达到百分之百的一致。结合三维扫描技术的3D打印可以很好的解决这些问题。”首先使用三维扫描技术获得复制文物的三维模型，再使用3D打印获得复制品，再在复制品上翻模复制，就可以批量制作。对于残缺文物的修复，李文怡表示：“首先要获得残缺处的三维模型。例如陶俑有一足缺失，根据分析，应与另一足形状相同，可以扫描另一足外形打印后用作补全的依据。再如瓷碗口沿缺失局部，而缺失处整体弧度与其他部分是完全相同的，也可通过复制其他部分来进行文物修复。个别材质的文物(如瓷器)还可直接利用打印品进行文物补全。

　　有人认为，3D打印出的文物和原物在本质上有区别。对此，陕西历史博物馆的研究人员表示：“这么说是对的。实际上我们已经可以获得与文物一模一样的外形，但很难通过打印获得与文物一模一样的材质。”3D打印目前所使用的材质比较局限，而文物都是具有一定的时间长度，有着时间烙印的，外形可以被复制，但是时代打磨的痕迹无法复制。

　　3D复制品解放文物运输与展览

　　文物往往以收藏品的形式出现在博物馆的展柜和库房里，这就决定了大众很难直接接触到这些高端的文物，无法近距离感受其审美。但是3D打印技术使这个问题得到了解决。四川广汉三星堆博物馆引进了3D扫描仪和打印机，为每一件文物建立3D档案以及建立数字展厅，并向人们全方位动态展示馆藏文物。这一技术有利于打破藏品与大众的距离感并形成互动。博物馆的文物复制品真正与公众零距离接触，从而增加了展览的互动性和趣味性。

　　有专家表示，对于一些不易于挪动或者运输过程中可能会受到损坏的文物，3D打印或许会起到一个很好的替代作用。通过3D打印复制出依据需要调整比例的文物复制品，借展到全国各地的博物馆，不仅保护了原有文物的完整性而且很好地发挥出博物馆的公共教育功能。

　　成本高昂难普及

　　3D打印并不是单独存在的，它需要建立在三维建模的基础之上。要获得成功的打印品的前提是完美的三维模型，而三维模型的建立则需要一定的计算机基础和细致的三维建模过程。尽管3D打印耗时较少，但是完整精密的三维建模需要耗费很多时间和精力。

　　成本过高以及材料过于局限是3D打印普遍存在的另一个问题。目前国外可用于3D打印的材料已达到100多种，而国产材料仅几十种，许多材料还依赖进口，价格高昂。有专家表示，虽然3D打印很热门，但大多数企业并不愿意投入几百万元上千万元去采购设备。而对于博物馆来说，拥有3D打印设备是必要的，这种投入与用于手工修复的投入相比性价比更高。随着科学技术的不断发展，未来3D打印技术会逐渐普及，成本也会相应降低，更多的机构和个人将会受益于这一技术。

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