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共享视觉:当粘结剂喷射3D打印遇上文物保护和艺术品创作
来源:[铸造头条] 发布时间:2019-08-29 16:52 浏览:

2017年,云冈大佛借助3D打印技术被整体“搬运”到了青岛,人们在领略这千年古迹的震撼之余也感叹新技术为文物保护带来的深刻变化。文物复制工程虽在当时引起巨大轰动,但项目人员却希望3D打印技术能够升级,把模型积木化,以实现大佛走遍全国甚至走向世界的愿望。随着技术的发展,这个小小的期待正在变成现实。

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工艺美术仿古做旧技术实现青铜、黄铜、红铜、金、仿陶效果

新技术实现文物模块化直接制造

粘结剂喷射技术(3DP)技术也可称之为粉末床技术的一种,其特点是通过向粉层表面喷射粘结剂实现零件成型。在最初的应用中,3DP是作为覆膜砂烧结的替代技术以用于铸造行业,它确实为其带来了更高的效率和成本优势,同时由于技术本身的发展,也拓宽了自身的应用范围。

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3DP技术原理

与云冈大佛复制工程所采用的3D打印铸模技术不同,粘结剂喷射技术可直接实现大佛模块化分体构件的最终产品制造,这便是基于该技术在打印尺寸、效率以及材料性能方面的突破。

粘结剂喷射技术最大的优点是突破了砂型打印的尺寸限制,与激光烧结的有限范围相比,最大可成型数米尺寸,精度达0.5mm,打印效率是激光烧结等其他3D打印工艺数十倍,这对于大体量的文物复制具有优势。

3DP可实现高精度、大尺寸制造

然而高效率和大尺寸还只是实现文物复制或艺术最终产品制造的最低要求,更重要的方面在于材料性能。3DP工艺采用硅砂或人造砂等砂质材料成型,零件打印完经后处理可达到水泥的强度,这使其支持分体拼装,也适于长途运输,而砂本身的质感也可体现佛像、雕塑等艺术品的古朴特点。

共享视觉:粘结剂喷射实现文物复制和艺术品创作

虽然3DP工艺的开发是为了应用于铸造行业,但该技术在文物复制和艺术品创作领域,正在发挥重要作用。

经过多年研发,共享集团攻克了铸造3D打印材料、工艺、软件、设备等技术难题,申请专利300余项,授权专利100余项,同时公司通过设计创新、后处理技术创新,使3DP技术在艺术雕塑等领域也取得了突破性进展。

● 材料性能

通过表面固化等后处理手段实现了产品性能强化、防水耐腐蚀,这一特点使其满足室内外展示的环境要求。根据第三方检测机构的实则数据,其试块抗压强度达104.6Mpa,抗折强度27.7Mpa,抗冻性和耐久性符合F50的标准规定,这超出了国标中对于混凝土的性能要求(测试标准:GB/T 50081,GB/T 50082)

参考各牌号混凝土强度标准值(GB 50010-2010)

● 高尺寸精度

打印精度0.5mm,大型雕塑整体尺寸精度1mm,远高于手工雕塑制品。

3DP工艺打印的高精度中国地形图

● 模块化安装

可实现打印单体之间堆砌、拼接等无缝连接;还可采取预制接口、预埋件与传统主体结构(混凝土、钢筋等)固定。

九龙壁(仿青铜),尺寸: 6100*1400*200 mm

● 艺术表现力

结合工艺美术仿古、仿铜等做旧技术,以及材料本身的厚重质感,丰富了3DP雕塑的表面处理方案,增强了表现力。 

儒家四圣(仿青铜)

● 快速的生产能力

共享自主研发系列化3DP打印设备,其中最大成型尺寸为2800*1500*1000mm,单台设备雕塑产品产能可达1-2吨/天,结合后处理技术,1周时间即可交付1吨左右的雕塑产品,具备产业化能力。

自主研发KOCEL  AJS  1800A,成型尺寸:1800*1100*700mm

● 数字化制造

基于数字制造的新模式,可将雕塑数据用于多次生产,开发周边、衍生产品,局部破损修复,实现文物保护和新型工艺品的开发和制造。

在文物复制和艺术品创作领域潜力巨大

传统雕塑行业污染大、作业环境差、制造周期长、产品生产受限于艺术工匠,是典型的劳动密集型产业。3D打印技术以其高精度、高柔性、无模制造、工艺流程短等优势受到设计师和艺术家们的青睐。

它取消了传统雕塑行业中制模、翻模等工序,有效提高了生产效率;同时基于数字化生产的特点释放了库存压力、降低了成本,也减弱了对艺术工匠的依赖程度;相比于在云冈大佛使用3D打印熔模铸造的技术,3DP技术可实现石雕等艺术品直接制造,这将进一步节省时间和成本。

仿黄铜凤凰,纹理细腻,以假乱真

相比于国内,国外早已将3D打印技术用于雕塑等艺术品的创作,但仍以基于3D打印的熔模铸造为主。粘结剂喷射技术下的高强度砂类成型和仿古做旧技术的结合成为中国五千年文明背景下的独有特色,同时也为艺术品的创作提供了新的技术形式,势必会为文物保护和艺术创新提供更多思路。

关于共享

● 共享装备股份有限公司

共享装备股份有限公司始建于1966年,主导产业为高端装备、新材料等,提供增材制造、工业机器人等智能制造装备及服务,为高端装备提供关键基础零部件。2012年,公司组织200余人的专业团队,投资10多亿元,探索实践“3D打印、机器人等创新技术+绿色智能工厂”的铸造转型升级之路:攻克了铸造3D打印材料、工艺、软件、设备等技术难题,实现了铸造3D打印产业化应用的国内首创;宁夏银川建成世界首个万吨级铸造3D打印智能工厂,其综合集成技术世界领跑。截止2018年,设计、建设累计达10个数字化示范工厂(已建成三座),为中国传统制造业转型升级提供示范。

● 国家智能铸造产业创新中心

国家智能铸造产业创新中心是由共享装备股份有限公司控股,与新兴铸管、汉得信息、顺亿资产等12家股东,以“跨界融合、共建共享、联通各方、服务产业”为共识共同组建的服务于产业的创新平台,是国家发改委批复的全国首个产业创新中心。

● 共享•创客工坊

共享•创客工坊是国家智能铸造产业创新中心重要建设内容之一,旨在探索3D打印技术在各行业应用并推广。拥有各类先进3D打印设备(3DP、FDM、SLM、SLA、MJF等),具备三维扫描、逆向建模、设计、拓扑优化、CAE分析等能力,以创意实现、研发孵化、产业应用为定位,提供实现创意变成产品的平台,加速实现产品研发孵化,推动产业应用。


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