【弘博讲坛】文物3D打印技术知多少？

3D打印

相信大家都对成龙主演的《十二生肖》印象颇深。其中一个场景，成龙戴一副白手套，摸了国宝十二生肖的头像，就把头像的数据扫描进了电脑。与此同时，他的 伙伴在一台神奇的机器里，瞬间就把一模一样的兽首制造出来，可谓偷天换日，神奇至极。在引发现场惊呼的同时，也让影迷里面的“神奇机器”充满好奇。 这种机器就是3D打印机，它可以根据用户提供的数据“打印”出杯子、电话、椅子、汽车、飞机、玩具等任何你可以想象到的产品，甚至可以“克隆”出“另一个自己”。

而在现实中，对于文物3D打印的发展情况，您又了解多少呢？下面，小编和大家分享几个与文物3D打印相关的小故事吧……

“将古迹带回家”1人物：杭州铭展网络科技有限公司技术总监金涛

金涛最得意的作品是几尊佛像。“那个作品光打印就花了两天， 打印好了又处理了两天”。 那几尊佛像是天龙山石窟第 18 窟西壁的完整复原，共有一佛二菩萨，颈饰项圈、手镯、下垂的左腿，以及莲座的细节都清晰可见。这是无尽藏非物质文化与艺术遗 产研究所要求打印的作品。 2010 年春天，无尽藏非物质文化与艺术遗产研究所发起了《法相庄严———天龙山造像数字复原研究》，希望利用数字技术，实现残损造像的虚拟复原和网络展示，再现其本来面目。该所所长李庆华在项目进行过程中认识了金涛，于是打算输出他们的研究成果。他们选择了天龙山石窟第18窟作为他们的第一次尝试。为了获得完整的3D 数据，李庆华带着一个团队拿着一台3D 扫描设备在洞里呆了整整10 天。“3D 测绘是项大工程，一束细细的激光束，就像一个移动的取景框，打到佛像上面，这种机器是手持的，佛像和洞窟的每个细节都必须细致地扫描一遍，不能有死角。扫描一块四五十平方厘米的地方需要整整20分钟。”李庆华说。洞窟扫描完成后的数据处理也是大工程，甚至一个佛像进了电脑都会生成几百万个面，李庆华的电脑常常因为存储了太多的3D 数据而死机。回来后李庆华在工作室里埋头苦干了十天，终于把数据拿到了金涛的办公室。为了数据处理的方便，他们设定的打印厚度只有1.5 毫米，第一次的打印成果就因为用力过猛作废了。“捧着这块三维佛像，就像捧着一块极薄易碎的面具。”金涛说。最终，刷上增强硬度的胶水后，这件“考古作品”正式完成。李庆华十分感慨：“原来写天龙山报告的社科院专家李裕群，为了写报告，在天龙山手工测绘，收集数据，呆了20多天，也没看全。现在我可以把它放在手上，从任意不同角度看。”因为是按1：11 大小复制的，打印出的成品远没有电脑里的三维图细节那么丰富，但李庆华说这 种“把玩感”是以前无法想象的。

惟妙惟肖的3D三星堆青铜面具2人物：广汉三星堆博物馆工作人员

广汉三星堆博物馆是全省首家引进3D扫描仪和打印机的文博单位，“国内目前只有陕西博物馆有，我们是第二家。”　　“以前仿制文物或修复文物，都必须要在原文物上面覆泥模，然后再做蜡模，会对文物产生一些污损。”朱亚蓉说，这套3D成像打印系统，只需将文物进行三维扫描，然后在电脑里做成三维图像，再用打印机打印就可以了，“扫描的时间要长一些，打印只要10个小时。”“以往需要用人工描线和制作模具，制作一件青铜器仿制品，一个工匠大约需要一个月的时间。”三星堆博物馆文物保护部副部长余健说，有了这套3D打印机，一个多星期扫描打印建模，一个多星期制作，“可以比原来节约一半的时间，而且误差几乎为零。”

“看过这么多关于3D打印的故事，您是否也对它的前世今生感兴趣呢？现在，小编就为您科普一下3D打印技术吧！

诞生年代：上世纪90 年代

基本原理：断层扫描的逆过程。断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D 打印则是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。

功能：与激光成型技术一样，采用分层加工、叠加成形，即通过逐层增加材料来生成3D 实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

支持多种材料：较为普遍的有树脂、尼龙、石膏、塑料等可塑性较强的材料，全球最大最贵的3D打印机，可以用激光烧结直接制造复杂的塑料、金属和合金元件。

打印技术的程序：首先要在电脑屏幕上设计出所要打印物品的蓝图→然后设计出形状以及颜色→最后按下打印按钮即可。你可以看到附近的一台带有喷嘴的机器，将你需要的物品慢慢打印出来。

高大上的

MakerBot Replicator

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珠海西通3D打印机

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以开源的MakerBot Replicator为原型，在海外售价仅700美金，这款机型在评选中高居第二位。被惊呼为3D打印领域的一匹黑马。

我 国的3D打印技术发展情况：目前，随着3D打印在全世界持续走红，中国3D打印技术目前正在从概念炒作的高峰阶段转向内在价值发掘阶段，其技术正在走向成 熟，主流应用市场处于进一步发掘和培育中，我国总体技术水平处于从教育，模型制作等初级应用建筑，医疗，直接制造等高级应用过渡。

是帮手还是帮凶？

思考！

正像《十二生肖》电影中所反映的，3D打印技术在文物保护方面既充当着帮手，也为赝品插上了翅膀。新科技向来是把双刃剑，不仅需要国家出台相关政策予以规范保障，更需要形成业界的自律精神！