消失20多年后，英國3D打印復(fù)原72條木雕龍

前言：來自3D Systems的ODM(按需制造)團隊專家們根據(jù)聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）提出世界文化遺產(chǎn)的修復(fù)需求，為修繕工作交付耐用和可復(fù)制的成品。他們是把需要修復(fù)的產(chǎn)品用CAD掃描并導(dǎo)入激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）打印機里進行缺失部件的制作。

位于英國倫敦的英國皇家植物園被聯(lián)合國教科文組織列為世界文化遺產(chǎn)。這座驚嘆于其高163英尺的灰墻紅軒邱園大寶塔是八角形磚塔，由英皇喬治三世于1761年下令建設(shè)，其建筑設(shè)計極其華麗并具有非常時尚的中國風(fēng)，塔頂邊緣盤繞80條彩色龍雕為其設(shè)計的核心。

英國皇家植物園邱園大寶塔全景

1、面臨的挑戰(zhàn)

關(guān)于大寶塔木雕龍的消失傳說，20多年來的倫敦城里不斷流傳。因為在18世紀80年代，寶塔的屋頂需要修復(fù)，所以當時木雕龍被移走并從此消失了。

雖然有謠言宣稱這些木雕龍龍被賣掉換錢用于償還皇室的賭債，但是專家們認為只是歷經(jīng)歲月洗禮的木頭腐爛了。

目前生態(tài)環(huán)保人士經(jīng)常提及的話題是，大寶塔終于能夠在時隔兩百多年后重現(xiàn)往日輝煌，尤其塔中所有的龍都被重塑復(fù)原了！這些都歸功于3D Systems的ODM團隊。

Nick Lewis，按需制造總經(jīng)理，3D Systems(左)

和HRP項目負責(zé)人Craig Hatto(右)持有一條完成的3D打印龍

英國歷史皇家宮殿組織（HRP）開始探索讓木雕龍重現(xiàn)的辦法，但是遇到了的瓶頸：繼續(xù)用木材重塑雕龍，會因為時間和環(huán)境而被腐蝕，而且大寶塔已經(jīng)經(jīng)過兩百年的風(fēng)霜雨雪，無法承受這幾十個木雕龍的重量。

“該項目最大的挑戰(zhàn)是重塑的龍對大寶塔這一級保護建筑影響要降到最低。”英國歷史皇家宮殿組織（HRP）的項目主管Craig Hatto如是說。

英國歷史皇家宮殿組織（HRP）為了尋找能夠提供質(zhì)量、重量、時間和預(yù)算成本等綜合性價比最高修復(fù)解決方案的供應(yīng)商。HRP在市場上公開競標，并要求3D Systems參與競投。

2、3D打印木雕龍設(shè)計

在兩組專業(yè)設(shè)計師們的通力合作下，英國皇家植物園中木雕龍最終重現(xiàn)。龍的外觀重塑是由英國歷史皇家宮殿組織（HRP）提供有限的歷史資料，實現(xiàn)了最大程度上的精準還原。

外觀設(shè)計完成之后，由另外一組來自3D Systems的設(shè)計和工程團隊用數(shù)字設(shè)計與制造一體化的生產(chǎn)工藝（3D打印設(shè)備和高性能材料）取代手工木材雕刻。

位于寶塔建筑的首層有用7條新增木雕龍，另外72條龍則通過激光燒結(jié)（SLS）打印設(shè)備進行生產(chǎn)。

80條龍(72個3D打印，8個手工雕刻)守衛(wèi)著Kew大塔的周邊

使用還原工程技術(shù)和FARO Design ScanArm的三維激光儀，將木雕龍掃描到3D設(shè)計系統(tǒng)中，3D Systems的增材制造方案可以解決HRP所關(guān)心的重量問題。

3D Systems的設(shè)計專家使用掃描還原軟件，其中包括Geomagic Design X引入還原工程中，把數(shù)據(jù)掃描到CAD中，調(diào)整掃描數(shù)據(jù)使得產(chǎn)品厚度均勻可控，從而產(chǎn)品的外觀細節(jié)的精致度和結(jié)構(gòu)的完整性都得到保證。

Geomagic Design X

手藝高超的雕塑家都無法用傳統(tǒng)工藝完成這種過于復(fù)雜的幾何鏤空產(chǎn)品制作，必須要增材制造的技術(shù)進行生產(chǎn)。這座共有十層建筑的大寶塔中有兩層樓的木雕龍尺寸有細微的出入，所以3D Systems用數(shù)字化制造工藝對木雕龍進行等比縮放，提供了18種設(shè)計方案，其中9中不同尺寸以及每種尺寸都包含左右兩個版本。

“雖然最終3D打印木雕龍堪稱原物的完美復(fù)制品，但其實還有些不易被人們察覺的部分是需要改進的。我們設(shè)計包含了內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行安全安裝的功能，該安裝功能是完全隱藏起來的，所以螺母、螺栓等施工安裝痕跡不會被看到�！薄�—Nick Lewis，按需制造總經(jīng)理，3D Systems

3、增材制造的潛在效益

3D Systems的ODM團隊運用增材制造技術(shù)完成木雕龍結(jié)構(gòu)設(shè)計，將多組螺釘、螺紋及其表面處理工藝相結(jié)合，使得木雕龍栩栩如生的“復(fù)活”了。

3D Systems用激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）打印設(shè)備制作出18種不同樣式的木雕龍。來自O(shè)DM部門銷售經(jīng)理Simon Hammond說:“增材制造技術(shù)最大的優(yōu)勢是能完成高精度和多樣化生產(chǎn)。

“工程師們花費了很長時間去完成高精度的最終版設(shè)計，我們使用CAD數(shù)字化設(shè)計完成3D繪圖并把木雕龍打印出來，因此3D設(shè)計的時間投入可以提前到更早。”

高分辨率并且持久耐用的龍翼由3D Systems公司的激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）打印機所生產(chǎn)

Hammond還提到：“一旦最終設(shè)計稿完成，我們就可不需要做18套模具都能完成這些作品。對于其他傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝來說，在有限的預(yù)算和時間條件下完成如此高質(zhì)的設(shè)計與制造是極具挑戰(zhàn)性的�！�

3D打印木雕龍的生產(chǎn)工藝是經(jīng)過3D 掃描進行分析、測試和原型設(shè)計等工序制作而成的，這樣能確保最終設(shè)計是符合現(xiàn)代建筑的嚴格要求。

3D Systems在整個設(shè)計制造過程中堅持不懈的努力工作，就是為了呈現(xiàn)出來的方案不僅外觀設(shè)計上符合英國歷史皇家宮殿組織（HRP）的審美，還要滿足施工方提出的所有技術(shù)性要求。3D Systems的工程師們想方設(shè)法的使得這些用SLS打印出來的木雕龍沒有外在安裝痕跡（螺絲和縫隙）。

THE END

3D打印的木雕龍所用的材料為DuraForm PA，這是一種耐用的高性能熱塑材料，其機械性能均衡且具有細微特征表面分辨率，生產(chǎn)出的木雕龍在視覺和觸覺方面都能按原型復(fù)制出來。

DuraForm PA之所以能成為打印木雕龍的最佳材料選擇，是因為該材料的分辨率和機械特性能達到質(zhì)地輕薄并能簡易安裝的要求。

坐落在英國皇家植物園里的3D打印木雕龍，其最優(yōu)特質(zhì)是不僅符合安裝功能的要求，還需要完美還原歷史建筑的外觀。

2019年10月15日-17日 TCT深圳展預(yù)約參觀二維碼：