象牙色3D打印材料 可用于文物翻新復(fù)

魔猴君  行業(yè)資訊   1345天前

近年來(lái)，博物館等文物保護(hù)部門在面對(duì)珍貴的歷史文物時(shí)往往糾結(jié)于如何保護(hù)文物損壞等問(wèn)題。前陣，云岡石窟開始結(jié)合3D掃描和打印技術(shù)制造了古佛像的復(fù)制品，為文物保護(hù)工作帶來(lái)了新的思路-用3D打印技術(shù)重建歷史遺跡。為了更好地創(chuàng)造符合古文物質(zhì)感的復(fù)制品，來(lái)自TU Wien的研究人員及其聚合物生產(chǎn)衍生公司Cubicure研發(fā)了一種SLA 3D可打印象牙替代品。

象牙色模型與3D打印的復(fù)制品并列

象牙通常來(lái)自象牙或疣豬，海象或河馬的牙齒，因其堅(jiān)固的耐用性和美觀的外觀而備受追捧。但是，由于盜獵引起的道德關(guān)注，自1989年以來(lái)，該材料的國(guó)際貿(mào)易已被禁止，這使得許多損壞的象牙制品無(wú)法修復(fù)。

盡管已經(jīng)用聚合物，酪蛋白甚至是象牙木屑制成了各種替代品，但它們通常是散裝生產(chǎn)的，這意味著零件需要在資源密集的過(guò)程中進(jìn)行雕刻。同時(shí)，越來(lái)越多地使用3D打印來(lái)恢復(fù)文化古跡，因此Addison Restoration去年代表維也納大主教管區(qū)進(jìn)入Cubicure，以幫助修復(fù)歷史棺材。

維也納工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的尤爾根·斯坦普夫（JürgenStampfl）教授說(shuō)：“該研究項(xiàng)目始于Mauerbach教區(qū)教堂中一個(gè)有價(jià)值的17世紀(jì)國(guó)家棺材?！?“它裝飾著象牙小飾品，其中一些隨著時(shí)間的流逝而丟失。問(wèn)題是是否可以將它們替換為3D打印技術(shù)?！?/span>

奧地利弗里德里希三世棺材的3D復(fù)制品

為了準(zhǔn)確地復(fù)制棺材的外觀，科學(xué)家通過(guò)在二甲基丙烯酸酯樹脂中加入磷酸三鈣（TCP）顆粒，制成了半透明的漿料，從而配制了他們的新材料。然后，在混合物中添加有色顏料，作為需要完善的精細(xì)平衡過(guò)程的一部分，以生產(chǎn)出具有色調(diào)的零件，這些色調(diào)可以精確地復(fù)制真實(shí)的偽像。

“您必須牢記，象牙是半透明的，”為他的論文為該項(xiàng)目做出貢獻(xiàn)的學(xué)生Thadd?aRath解釋說(shuō)?！皟H當(dāng)您使用適量的磷酸鈣時(shí)，該材料才會(huì)具有與象牙相同的半透明特性。”

準(zhǔn)備好Digory樹脂后，研究人員使用Cubicure的Caligma 200 Hot Lithography 3D打印機(jī)對(duì)其進(jìn)行了處理，制造了兩個(gè)樣本國(guó)際象棋棋子，以及17世紀(jì)墓葬的柱頭資本。經(jīng)過(guò)一些手工砂紙拋光后，科學(xué)家將其樣品與真牙牙進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)它們具有可比的密度水平，并且沒(méi)有關(guān)鍵的不均勻性。

3D打印的復(fù)制品還表現(xiàn)出與象牙相似的撓曲模量，包括彎曲下74％的撓曲強(qiáng)度。但是，研究小組確實(shí)承認(rèn)，彩色顏料沒(méi)有很好地穿透其復(fù)制品，與原始顏料相比，導(dǎo)致了高度和溫度上的差異，并且在進(jìn)行有效縮放之前，還需要進(jìn)行一些進(jìn)一步的調(diào)整。

但是，在尺寸精度和外觀方面，該團(tuán)隊(duì)能夠準(zhǔn)確匹配原始棺材的柱子，甚至用黑色墨水對(duì)其進(jìn)行著色，以復(fù)制受損物品中看到的裂縫。科學(xué)家們認(rèn)為他們的方法代表了人工制品修復(fù)的“一大進(jìn)步”，使其比現(xiàn)有的手工技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上更具可行性。

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