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)

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)軟件溜畅，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(jì)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(jì)使安裝便捷巫玻，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

眾所周知钦无，查爾斯王子非常喜歡園藝逗栽，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)的寶塔失暂，與此同時(shí)彼宠，查爾斯王子也收到了HRP贈(zèng)送的由3D Systems打印的龍雕復(fù)制品。

【查爾斯王子與寶塔合影】

【查爾斯王子參觀3D打印修復(fù)的寶塔】

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

英國的歷史皇家宮殿(HRP)管理機(jī)構(gòu)計(jì)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)好阎。原始建筑中的幾個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)元素已經(jīng)失落在歷史的長河中疹咕，而且快速修復(fù)也涉及到成本、物流和設(shè)計(jì)方面的種種挑戰(zhàn)环胸。

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

 3D Systems的ODM按需制造團(tuán)隊(duì)使用從掃描到CAD的工作流，同時(shí)結(jié)合SLS打印技術(shù)四雏，為HRP的修繕工作交付耐用和可復(fù)制的成品勿见。這是一個(gè)繁雜的過程，ODM團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了許多時(shí)間進(jìn)行前端工程和后端整理工作百擒，為HRP提供高質(zhì)量的全面服務(wù)設(shè)計(jì)和制造專業(yè)知識资村。

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)的仍桌。關(guān)于他的電影和研究非常多为猩，他遺留的財(cái)富也遍布他統(tǒng)治的土地。特別是在英國皇家植物園忱叭。

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

作為喬治三世的導(dǎo)師和御用建筑師撵彻，錢伯斯最重要的設(shè)計(jì)作品之一钓株，就是邱園寶塔。寶塔建于1761-1762年陌僵，為磚木結(jié)構(gòu)轴合，高50米，平面呈八角形拾弃，共10層值桩。

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

 【錢伯斯手繪設(shè)計(jì)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(shí)候因?yàn)閷毸枰S修而被拆除迁拂，但是再也沒有把龍雕復(fù)原回去地捂。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)化殆盡了掸校。

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(diǎn)滤重，200多年來，寶塔終于因?yàn)辇埖竦男蘅樄ぷ鞫厮茌x煌。作為HRP和皇家植物園的修繕項(xiàng)目的一部分鲫庆，這批龍雕通過現(xiàn)代技術(shù)的特殊加固從而可以承受時(shí)間的考驗(yàn)诬曙。

為龍雕精心策劃

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

HRP的項(xiàng)目總監(jiān)克雷格?哈托表示：“這個(gè)項(xiàng)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÷缍担”擔(dān)心老化的寶塔結(jié)構(gòu)可能無力承擔(dān)突如其來的80條龍的重量辐赞，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(shí)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(shí)間和成本問題硝训∠煳“

HRP正在尋找一種修復(fù)方案，可以解決項(xiàng)目中的質(zhì)量捎迫、重量晃酒、時(shí)間和成本問題表牢。HRP需要全方位的服務(wù)供應(yīng)商窄绒，3D Systems滿足這個(gè)項(xiàng)目所需的專業(yè)知識、技術(shù)崔兴、質(zhì)量和可擴(kuò)展性等要求彰导。

設(shè)計(jì)龍雕的造型

龍雕在兩組專業(yè)設(shè)計(jì)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敲茄。設(shè)計(jì)完成后位谋，用木頭雕刻龍的原型，接下來由3D Systems的第二個(gè)設(shè)計(jì)和工程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行數(shù)字化制造流程堰燎。另外七條木雕龍被裝飾在寶塔的第一層掏父，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引舱，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)行掃描鹏亥， 3D Systems的設(shè)計(jì)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)來控制層厚猬蕉，這個(gè)過程讓3D Systems可以解決HRP始終關(guān)切的龍雕的重量問題脾飘，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)雜薄好，中空的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜短连，傳統(tǒng)制造很難實(shí)現(xiàn)，需采用增材制造技術(shù)唁底。3D Systems使用數(shù)字化工作流根术，能無縫縮放龍雕的模型，以實(shí)現(xiàn)大寶塔二層至十層的不同尺寸需求′探模總共準(zhǔn)備了18個(gè)設(shè)計(jì)圖绷咳，包括9對不同大小、左右對稱的龍雕琅翻。

3D Systems工程師直接在CAD文件中添加引人入勝的細(xì)節(jié)位仁，將各種特征融入龍雕的設(shè)計(jì)中。這些設(shè)計(jì)是龍雕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分方椎，由3D Systems ODM團(tuán)隊(duì)與此項(xiàng)目另一工程團(tuán)隊(duì)Hockley & Dawson密切合作完成聂抢。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(gè)性化設(shè)計(jì)棠众。

【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)制版琳疏，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惭b設(shè)計(jì)了內(nèi)部元件闸拿，但設(shè)計(jì)的方法是將其完全隱藏起來空盼，這樣就看不到螺母、螺栓或施工痕跡新荤±恐海“

增材制造的獨(dú)特優(yōu)勢

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

 3D Systems ODM團(tuán)隊(duì)充分利用增材制造的設(shè)計(jì)優(yōu)勢篱瞎，整合了一系列的螺絲、螺紋和覆蓋物痒芝，這些都沿著龍的脊椎形狀精確設(shè)計(jì)遥局。“我們最終采用的結(jié)構(gòu)是利用增材制造的獨(dú)特優(yōu)勢而制成肛精，這對我們來說是常用做法莽烫，但是對于剛接觸的客戶來說，這個(gè)方法真的很驚奇炬山。這些特別的因素結(jié)合起來汉渣，讓龍雕重現(xiàn)于世變得很奇妙，對于我們來說刹讹，這是我們整合資源來更有效解決問題的方法肆洽，這也是增材制造技術(shù)的一大優(yōu)勢≈坝瑁”

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

在整個(gè)過程中位俩，3D Systems致力于在滿足客戶審美需求的同時(shí)矗寂，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模型及定位勇蝙、隱藏各種安裝所需的封口和蓋帽時(shí)沫勿，就會(huì)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(duì)使用SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)打印這些龍雕味混。龍雕的尺寸很大产雹，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)翁锡。其最大成型尺寸為550 mm x 550 mm x 750 mm蔓挖，得益于較大的成型尺寸，使龍雕的裝配組件更少馆衔。

【3D打印完成的龍瘟判，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材料角溃，生成的外觀和感覺和龍雕原型類似拷获。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。在這次的案例中减细，這些特性既匹配安裝所需的功能性需求匆瓜，也符合歷史文物的外觀需求。打印完成后常籍，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健吃，他們還繪制了雕刻的木龍，這樣可以確保所有龍雕的風(fēng)格一致锨圣。

Lewis提到：“3D Systems非常榮幸能入選這個(gè)項(xiàng)目，可以有機(jī)會(huì)來復(fù)原一個(gè)文化歷史坐標(biāo)过腰。我們在3D打印積累的經(jīng)驗(yàn)和知識非常豐富骗采，我們能夠在修復(fù)的多個(gè)階段提供指導(dǎo)，從工程設(shè)計(jì)橄看、生產(chǎn)到整個(gè)完成词趾。“

 重新開放

在孤獨(dú)佇立了200年后硅跌，寶塔最終將以最原始的面貌再次出現(xiàn)在公眾眼前审陌。

Hatto說到：”在過去的幾十年里，許多人嘗試修復(fù)龍雕闲涕，但是都失敗了疤格，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(gè)創(chuàng)新的剖毯、輕量級和持久的解決方案圾笨，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(huì)在這個(gè)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擂达⊥疗蹋“

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

錢伯斯手繪設(shè)計(jì)稿中的龍形脊飾圖來源：Culture24镀迂，網(wǎng)址：(暫不可見).uk/history-and-heritage/historic-buildings/art527937-multicoloured-chinese-dragons-to-return-to-kews-great-pagoda-in-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)唤蔗、打印材料探遵、云計(jì)算按需定制部件和數(shù)字設(shè)計(jì)工具。公司的生態(tài)系統(tǒng)覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到工廠車間的先進(jìn)應(yīng)用妓柜。3D Systems精準(zhǔn)的醫(yī)療解決方案包括模擬箱季、虛擬手術(shù)規(guī)劃、醫(yī)療寸纠、牙科設(shè)備以及給患者定制的外科手術(shù)器械的打印雳雄。3D Systems花費(fèi)了30年的時(shí)間幫助專業(yè)人士和企業(yè)優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)、改造工作流程帮课，將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場匙久、驅(qū)動(dòng)新的商業(yè)模式。

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