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哪个是3D打印机复制文物?

日期:2014/04/10浏览:120116分享3D的世界:

3D照相-面具

图中是日本狂言剧使用的面具,其中一个是收藏于纪州东照宫的真品(和歌山县指定文化遗产),另一个则是将真品用3D扫描仪制作成3D数据,用3D打印机打印出来,再用丙烯颜料涂色制作的复制品。那么,图片中哪一个是复制品呢?

 

答案:左侧是复制品

 

该面具由县立和歌山工业高中(相当于中国的中专)与和歌山县立博物馆共同制作。该高中的工业设计专业在5年前设置了“3D建模研究班”作为三年级学生的课题研究。该学校与博物馆合作,使用3D扫描仪和3D打印机来制作文物的复制品。

 

制作复制品的目的是什么呢?就是让“展示品能够触摸”*注。尽管以前也曾面向视力障碍者制作过有凹凸的立体图画书等,但形状表现力有限。如果是形状与实物相同的复制品,就能让视力障碍者触摸复制品从而准确了解物品的形状。

 

*注 也在为当地寺庙收藏的文物制作复制品,主要目的是防止文物遭到破坏或被盗。真品被收藏在安全性更高的博物馆等地,复制品则放置在当地的寺院。

 

制作复制品的第一步是利用3D扫描仪制作出文物的3D数据(图1)。但内部等有些部位无法直接形成数据,需要参照实物,在3D软件上反复做追加和修正。而且,还必须考虑3D打印机的造形效果,作细微的修正。

 

3D照相馆

图1:用3D扫描仪(右端的设备)测量时的情景。通过从多个方向照射激光来测量距离,从而制成3D数据。但很难测量黑色以及有光泽的表面。

 

使用这样的3D数据,用3D打印机制作立体模型(图2)。3D打印机是从可动打印头喷出热可塑性树脂的类型。3D打印这个面具复制品花了29小时45分钟。使用的材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS),用量为153.90cm3。此外,立体模型的突出部位等所需的支撑材料消耗了96.53cm3。这些材料的花费是20415日元。

 

3D照相-面具

图2:用3D打印机完成造形的面具(涂色前)。形状被准确复制,但全部为白色,所以需要上色,使其看起来像实物一样。

 

不过,因为造形物为白色,所以虽然其形状与实物相同,但看起来还是大不一样。因此,博物馆的工作人员使用丙烯颜料,对照实物进行涂色,从而完成了复制品的制作。面具背面也被准确再现,拿在手中的触觉(重量)也基本与实物相同(图3)。

 

3D照相-面具

图3:完成的面具复制品,背面也准确再现。

 

3D照相馆

图4:和歌山县立博物馆展示的面具复制品。可供参观者随意触摸

 

制作可以触摸的复制品不仅对视力障碍者很有用,对于健康的人,也能够加深其对文物的了解。和歌山县立博物馆除了面具之外,还制作并展示了佛像等多种展示物的复制品(图4)。该博物馆研究员大河内智之表示,“我们将推进‘展示的通用设计化’,通过提供不仅仅是视觉的多方面的信息,让每个人都可以轻松使用、快乐学习”。

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