Stratasys 3D打印｜PolyJet技術幫助芝加哥大學成功復制伊拉克國寶文物瓦爾卡瓶

芝加哥大學古代文化研究院(ISAC)正在舉辦一場名為“Artifacts Also Die”(文物也會消亡)的展覽。展覽通過展品和創意展示集中體現了古代美索不達米亞遺址的動蕩歷史，以及由于中東地區種種情況、人類與地球的破壞性關系所造成的古代文物保存面臨的危機。由3D打印制作而成的瓦爾卡瓶是這次展覽的主角之一。 瓦爾卡瓶由雪花石膏制成，高1米，瓶身上雕刻著精細復雜的浮雕，在20世紀初出土時已成碎片，經過復原后在巴格達的伊拉克博物館展出。在2003年曾遭遇掠奪，其后又以碎片的形式被歸還至伊拉克博物館，經過再次復原后向公眾展出。 由于瓦爾卡瓶目前保存于巴格達，ISAC博物館團隊因此面臨一項重要的挑戰：如何在無法展示原件的情況下，保證參觀者能獲得真實完整的觀賞體驗。 ? 石膏模型無法完全復制古代文物的材質特點，因此會影響參觀者的整體體驗。如今文物保護工作者提倡盡可能少觸碰原作，以減少文物損壞風險，加上這種做法本身也相當耗費人力，因此已經逐漸被摒棄。 于是，展覽設計與制作經理Josh Tulisiak利用Hanaa提供的初始掃描文件創建了用于3D打印的瓦卡瓶碎片文件。在Josh提供的CAD文件基礎上，MRSEC的3D打印專家與Stratasys合作，使用J850? Prime PolyJet 3D打印機打印出了瓦爾卡瓶的碎片。 ? J850 Prime 3D打印機可以準確再現文物復雜的細節、鮮明的色彩和不同的紋理，是制作文物復制品的理想選擇。不僅如此，J850 Prime擁有處理復雜結構的能力，且能夠適應大尺寸打印工作，博物館可以使用J850 Prime輕松打印各種文物復制品。

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適用于建筑行業的功能性PA12夾具

我們來自克羅地亞的合作伙伴3DPrintaj Printaj在SINTRATEC S2上進行了3D打印，他目前正在該地區最大的建筑博覽會之一ArhiBau.hr上展出。如果你在該地區，想掌握SLS技術，這就是你的機會！

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利用創新建筑和3D打印解決建筑行業的挑戰

在全球范圍內，超過50%的廢物來自建筑和拆除工程。建筑物和建設項目排放了40%的溫室氣體，其中最大一部分來自制造原材料，包裝和運輸緊隨其后。 ? 作為一家制造公司，我們Richter Lighting Technologies GmbH清楚自己的責任，并一直致力于推動我們的主要創新，實現工業解決方案的可持續發展，以應對建筑行業的挑戰 ? Richter照明技術有限公司創始人Bernd和Marion Richter ? 這些挑戰的特點如下: 減少建筑行業的環境足跡 整體考慮整個產品周期中使用的材料(選擇可回收材料，減少使用的材料)。 降低建設成本和完工時間 減少艱苦危險的體力勞動。 RiCHTER用例 ? 發現里希特照明技術有限公司；他們的項目使用案例包括創建將型材組合成復雜形狀的零件，以在我們的天花板系統中固定織物，以及使用3D打印零件集成到標準化的建筑結構中，同時保持整個結構的整體強度。 ? 吊頂系統 一個例子是他們最近完成的項目是在大廳的吊頂系統哈德遜碼50號紐約市的建筑。他們利用自己在多個領域的專業知識和過去項目的經驗，并利用一些最具創新性的技術來滿足客戶的需求。 對于這個項目，RiCHTER的團隊需要創建復雜的組件來組合建筑結構的多個輪廓，并將它們的織物固定在天花板系統中。為了實現這一目標，他們需要一種具有特定屬性的材料，以及一臺可以充分利用這些材料的3D打印機。 ? 具有所需性能的材料是ULTEM 9085燈絲，一個聚醚酰亞胺塑料用來完成這項任務的3D打印機是INTAMSYS FUNMAT PRO 610HT.它還有一個受控的加熱室，溫度設置在200°C左右，這是實現牢固的層結合所必需的ULTEM 9085燈絲，因為其玻璃化轉變溫度為186°C。打印機的噴嘴溫度高達500°C，這對于熔點較高的材料來說已經足夠。 ? 結果是: 非常復雜的可積形狀，銑削的概念甚至不能被考慮。 非常耐用的組件，層間結合牢固。 輕質且高度阻燃的組件。 填充結構減少材料。 3D打印零件 ULTEM 9085建筑用的。 ? 獨特的建筑構件 ? 另一個例子是當他們使用?BASF Ultrafuse? PC/ABS FR為他們的高端建筑項目。 ? 一些項目的主要挑戰是實現不同材料的組合，組裝成單件，并運輸以便于現場安裝。 ? 該組件必須滿足以下要求: 保持隱形 出色的表面質量可作為織物系統的框架。 高耐久性和阻燃性 他們使用創新技術(如3D打印、3D工程等)實現了這一獨特的建筑組件。)并感謝Richter Lighting Technologies GmbH的理念。 ? 3D打印零件 巴斯夫?BASF Ultrafuse? PC/ABS FR建筑用的。 ? ? ? Richter Lighting Technologies GmbH現在是模塊化照明和隔音天花板系統的全球制造商和供應商，它采用一種理念——90-10哲學最高層是哪一層RLT做90%的工作，客戶做10%。 ? 90-10理念由精心策劃的協同元素組成，使RLT能夠在項目的整個生命周期中提供“清晰的成本、清晰的交付周期和清晰的質量”。 ? 其中一些關鍵要素是: ? 一個來自30多個不同國家、擁有不同技能、經驗、年齡和文化的團隊。 從數十年的經驗和250多個成功完成的項目中獲得的不斷增長的知識庫和一套可重復使用的技術部件。 預先計劃、預定義的套件，以工業精度預制，客戶可將其組裝成為其定制的集成產品。 按照編號順序組裝、包裝和運輸，便于任何專業人員進行現場安裝。 一個定制的壓力通風空間，可以根據需要在整個系統內的任何地方實施，以滿足客戶的需求 這一理念主要是為了 ? 1)了解客戶和相應項目在規劃和施工期間面臨的挑戰，以及 ? 2)開發并向客戶提供完全符合其需求和要求的最佳解決方案 ? 源文摘自：intamsys

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光學課堂 | 如何使用便攜式3D掃描解決方案修復建筑

歷史建筑是文化遺產的重要組成部分。保護歷史建筑，使寶貴的文化遺產代代傳承任重而道遠。而通過修復技術可以再現歷史底蘊。修復是指通過修補或重建受損或缺失的部分，使建筑物恢復原狀的過程。而3D掃描技術強大的數據收集功能對于歷經數百年滄桑的古建筑的修復工作而言無疑提供了便利。 我們的目標——重現591年的歷史 ? 我們最近的一個項目位于德國布倫瑞克市最古老的地區Magniviertel。坐落于該地區的一座半木結構（桁架）房屋的修復工作已持續數年。修復工作的重點是保留其中的一根木梁，這根木梁是這個房屋的關鍵所在，上面刻有MCCCCXXXII字樣。 ? 正是這根木梁印證了這座建于1432年的半木結構房屋的悠久歷史。房屋屋主Christoph Borek、畢業于建筑修復專業的Julia K?hler以及建筑歷史學家Elmar Arnhold對于這座房屋的修復十分重視，期望盡可能保留完整性的同時還原建筑最原始的風貌。如果能夠達成期望，就可以一睹歷史建筑風采。 圖1：修復前的建筑 圖2：刻有MCCCCXXXII字樣的木梁 “團結協作”助力掃描任務 想要順利開展該項目，我們需要透徹了解建筑的原始設計、使用的材料和施工方法，并利用3D掃描技術進行必要的數字化處理。為了聯合多方力量，我們組建了一支修復團隊，匯集了多位熟練掌握蔡司硬件和軟件、具備多年3D掃描專業經驗以及充分了解建筑學知識的人員。 ? 為了順利進行建筑修復工作，需要創建木梁的數字副本。為此，我們選擇了便攜式手持3D掃描解決方案產品ZEISS T-SCAN hawk 2。該產品不僅可以收集掃描對象的數據，還能將其轉化為數字孿生存儲在檢測軟件中。隨后利用收集到的3D數據確定木梁的當前狀況。 ? 生成的掃描結果將顯示正向偏差，映射出磨損部分和可能存在的缺陷。然后通過數字化技術從反轉偏差方向進行補償。通過這種方法，我們可以還原橫梁的原始狀態。 ? 便攜式3D掃描解決方案——您的不二之選 ? 3D掃描可以精確且準確地再現歷史建筑的原始設計。這項技術可以捕捉到傳統技術難以記錄的復雜細節和測量數據。修復人員可以通過3D掃描創建一個詳細的建筑模型，從各個角度對其進行研究和分析，從而更好地了解建筑物原始形態和構造。 ? 借助3D掃描開展修復工作的主要好處在于，它可以幫助修復人員識別和分析任何結構損壞或老化的情況。通過掃描建筑物，即可確定損壞或磨損的區域。此外，3D掃描還能幫助修復人員精準定位建筑物任何缺失或損壞的部分。借助這些信息，精確復刻缺失的部分，幫助恢復建筑物的原貌。3D掃描的另一個好處是可以幫助規劃和執行修復過程。利用詳細的建筑數字模型，根據原始設計和施工方法制定修復計劃。確保修復工作采用適當的材料，忠實于建筑的原始形態和風格。 ? 我們已經明確了使用光學3D掃描技術的優點，接下來我們來詳細了解現場3D掃描過程。 ? 準備工作 準備工作簡單快捷。首先，我們必須確保收集到的數據可相互參照，從而形成一個完整的3D模型。在這一步準備步驟中，我們在相關工件上應用了參考點，避免對木梁的質量產生負面影響，并且參考點能輕松粘附在木材上。隨后通過電源傳輸集線器將激光掃描儀與筆記本電腦連接即可。 ? 完成這些準備工作，我們就可以開始掃描啦！ ? 3D掃描儀ZEISS? T-SCAN hawk 2的現場使用 即使現場條件并不理想也無需擔心，ZEISS T-SCAN hawk 2可適應各種使用環境。 ? 手持式設計讓使用者能在檢測現場靈活使用該系統。由于檢測空間狹窄以及施工現場環境較差，三腳架式系統的適用范圍十分有限。而ZEISS T-SCAN hawk 2無懼惡劣的環境條件挑戰，甚至能對測量過程中的移動進行補償處理。得益于掃描儀的多激光線和單激光線等多種功能，即使在5米高處，也可快速精確地對木梁的表面和銘文進行測量。 向大家透露一個秘密！如果現場無可用電源，還可以用電池為系統供電執行測量任務。 ? 數據評估 僅需幾分鐘，ZEISS Quality Suite的檢測軟件即可顯示第一批數據，并快速獲取木制工件精確的網格圖，甚至當場生成詳細的STL數據，展示工件的實際狀況和磨損情況。木結構技術人員需要借助這些數據進行3D銑削輪廓修改，補充磨損。 圖3：檢測軟件中的木梁3D網格圖 ? 收尾工序 為了與建筑物原始形態完美契合，先用塑料銑削橫梁。用鐵制刻刀等工具調整木制填補物，以適應塑料橫梁上的缺失部分。然后將這些填補物粘合，用鏍釘固定在原始木梁上。 圖4：銑削塑料橫梁上的木制填補物 圖5：原始木梁上的木制填補物

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無懼大尺寸！SLS 3D打印超大教堂模型

威尼斯安康圣母教堂是巴洛克藝術名家巴爾達薩雷·隆蓋納的杰作。它建在17世紀，當時米蘭大瘟疫蔓延到威尼斯，奪去了市內三分之一以上人口的生命，威尼斯人認為是圣母瑪利亞庇佑了他們，為紀念圣母瑪利亞挽救了威尼斯修建了此教堂。教堂位于威尼斯大運河和威尼斯潟湖的圣馬可港之間風景優美的狹長尖角地帶，從水路進入圣馬可廣場者都可看見，其富于裝飾性的獨特外形和地理位置使之成為意大利風光優美、適合觀光的景點之一。 威尼斯運河畔的安康圣母教堂 ? 今天我們選擇這個有歐洲巴洛克代表性風格的教堂作為模型，打印一個超大尺寸的藝術建筑。這個模型尺寸非常大，為470×400×577mm，打印后重量近7公斤！另外在教堂的上層和圓頂部分開了1/4截面，并設計了包括樓梯、懸空橫梁、立柱、欄桿等諸多細節，最小特征的厚度只有0.6mm，既考驗設備打印大尺寸重量模型的穩定性，還同時要求設備對細小特征有優秀的打印精度，是非常有挑戰性的一個建筑模型。 ? ? ? 教堂模型對打印設備和工藝有非常高的挑戰性 ? 針對這項挑戰，我們選擇盈普大尺寸雙激光旗艦設備S600DL作為打印平臺，S600DL是盈普按照歐盟最高安全標準打造的一款大尺寸雙激光系統，屬于盈普Superior卓越系列。S600DL打印成型缸尺寸為600×600×800mm，體積達到288L，是目前同類SLS 打印設備中最大的，而且XYZ各方向更加平衡。這款設備在擁有超大成型體積、生產級產出效率的同時，還采用機電分離和模塊化設計，并且通過了德國萊茵TUV CE認證，設備的安全等級達到Pl-e至高等級，也配備氧濃度檢測和煙霧過濾模塊，性能穩定、安全可靠。 S600DL卓越系列大尺寸雙激光SLS設備 ? 另外考慮到模型小特征在清粉和運輸過程中容易損壞，所以我們為其增加了一個保護籠，與教堂一體打印，這樣一來又增加了打印模型的總體尺寸和重量。 保護籠與模型一起打印 ? 經過快速數據預處理，打印開始了…… 智能協同雙激光快速掃描中 ? 經過23個小時，教堂打印順利完成了，接下來就是清粉，因為模型尺寸大且非常重，我們使用電動小車協助清粉。 ? 拆開粉包后的模型 ? 在自然冷卻和清粉過程中，盈普一站式零件粉體全性能處理工作站（PPS）起到了突出的作用。若使用傳統清粉方式，這個教堂模型的拆包清理和粉體回收工作量將非常巨大，而且至少需要2人以上操作，人力投入成本更高。盈普自主研發的一站式清潔生產方案（PPS）集零件清粉、粉塵收集、粉體過濾、投放新料、配比混合及自動供粉六大功能于一體，可以大幅度減少粉塵泄露對環境的影響，并且讓零件清理和粉體處理變得輕松高效，為用戶減少大量的時間和人工成本。 盈普零件粉體全性能處理工作站PPS ? 完成清粉后，我們使用大型噴砂機進行表面的噴砂處理。 噴砂中 噴砂后 ? 再經過簡單的修整，這個極具挑戰性的巴洛克建筑終于展示在我們面前，它有著優秀的打印精度和整體強度，完美還原了威尼斯安康圣母教堂的藝術風格。 最終打印效果 ? 借助盈普這款大尺寸雙激光SLS打印機S600DL，我們得以在一次打印作業中快速完成這個大尺寸而且細節特征豐富的建筑模型的打印。盈普S600DL和PPS以卓越領先的性能和穩定高效的生產能力，可以幫助汽車、航空航天、軍工、醫療等行業的用戶創造更多的價值。 盈普S600DL大尺寸設備 + PPS清潔生產方案 ? ? 在剛剛結束的AMUG2023美國增材制造用戶大會上，盈普現場展示了這個超大尺寸一體成型的SLS 3D打印教堂，受到眾多觀眾的喜愛，對這個展件愛不釋手。 ?

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Artec Space Spider將自然標本數字化用于線上瀏覽

挑戰:?在疫情封城期間，為學生和教職人員提供獲取自然標本系列的訪問途徑。 ? 方案:?Artec Space Spider, Artec Studio ? 成果: 創建可以免費使用和下載高質量3D掃描樣本的虛擬圖書館。 ? 大自然一直是人們取之不竭的靈感來源。模仿壁虎腳趾生物力學的攀爬吸盤、再現鯊魚皮形態和功能的抗菌涂層，受鳥喙形狀啟發的日本著名子彈列車的空氣動力學外形——這些例子用來說明如何使用模型、系統、自然元素來解決復雜的人類問題和設計難題。 正如生物學家、作家和仿生學研究所的聯合創始人Janine Benyus在她的TED演講中所講述的那樣：“我們周圍充滿天才。我們從來都不是第一個創造（物質）的人。” 由于全球城市化、農村人口流失以及新的旅行政策，使人類只能選擇有限的方式來了解大自然這個偉大的發明機器所能提供的所有方面、秘訣和藍圖。盡管如此，世界上仍有一些地方，讓你無需進入荒野、飛到偏遠的島嶼或穿越茂密的叢林、忍受高溫或嚴寒，就可以找到數以千計的真實自然標本。這就是：Edna W. Lawrence自然實驗室。 Edna W. Lawrence自然實驗室（照片由自然實驗室提供） ? ? ? 簡介 Edna Lawrence畢業于羅德島設計學院，作為美國經驗豐富的導師、學者、著名畫家，于1937年成立了這個實驗室。用她自己的話說，“讓學生看到并領略大自然的美麗奇跡......從形態、空間、顏色、紋理、設計和結構上。” 自然實驗室不像傳統意義的實驗室。最初，Edna在1920年代夏季公路旅行期間為她的自然繪畫課收集了少量自然標本，到1937年發展到了1286個物種（包括貝殼、蝴蝶、礦物質、骨骼、種子莢和動物標本），再到38年后她退休時，已發展到超過25000件單品。 如今，自然歷史收藏館館藏約有80000個標本。羅德島設計學院的師生，無論是他們正在從事科學、藝術還是設計項目，都可以不受限制地訪問這些標本。 “在大學或任何其他的地方，都沒有可以像自然實驗室和自然歷史收藏館這樣的機構，”該實驗室的資深生物學家Benedict Gagliardi說。“學生可以在這里獲得身臨其境的體驗——他們可以打開展柜，取出貝殼、骨頭、浮木的碎片和動物標本，通過繪畫、感覺、移動它們來進行真實的互動。” “這是一個深受大家喜愛的環境。我們的理念是：盡可能深入但不會強加任何東西的情況下，幫助師生推動他們的研究項目，”自然實驗室代理主任Jennifer Bissonnette博士說。“如果你有任何問題，我們的三名生物學家可以幫助你深入了解并告訴你想知道的一切。” 除主要藏品外，自然實驗室還收藏了昆蟲、地衣、珊瑚和其他小型標本、有機和無機材料、活植物、稀有的自然歷史書籍，并提供最新的成像設備，可在多個尺度和維度上探索各種自然物。自然實驗室團隊在2015年將Artec Spider作為成像工具之一，添置到他們的設備套件中。 將3D掃描儀添置到工具箱 “這部分我們的工作是采取新的方式來創造可視化的空間，”實驗室代理主任Jennifer Bissonnette博士說。“我們正在考慮用新的方式瀏覽這里的生物表面和紋理，Artec Spider作為一款完美的工具，因為它擁有最先進的能力，能夠以極其精細的分辨率捕獲不同結構。” Spider能以高精度掃描精細復雜的小物體，是將自然和歷史文物的原始形狀和顏色進行數字化保存的理想解決方案。Spider功能強大、精準、輕巧且易于使用，已成為實驗室成像設備系列中重要的一員，此外還有專業顯微鏡、運動相機、GPS跟蹤器和其他用于研究和記錄自然素材、標本、系統和過程的工具等等。 自然實驗室用Artec Spider將約80000多個自然歷史藏品數字化 （照片由自然實驗室提供） ? 自從實驗室的師生可以使用3D掃描儀以來，它迅速成為最受歡迎的工具之一。Gagliardi坦言：“被委任使用如此先進的設備是令人振奮的。它讓我們更多地參與到項目當中，而不僅僅是要求別人為我掃描一下。” 邁向數字化 Gagliardi和他的團隊首先將學生們使用Spider制作的動物標本、自然歷史標本和素材的3D掃描存儲在移動硬盤上，并且僅支持創作者查詢訪問。但是，隨著疫情爆發帶來了改變。由于師生無法在實驗室與藏品互動，因此他們需要以虛擬方式訪問這些標本——或者至少其中一部分標本。與此同時，Benedict萌生了一個想法，將他們已有的所有3D掃描上傳到在線3D模型共享平臺Sketchfab，并創建一個虛擬3D標本圖書館： “當疫情爆發時，很難完全以數字化取代觸覺學習。”Gagliardi說，“但是，對于那些努力將課程數字化的教師來說，數字化藏館是一個巨大的優勢。使用Artec Spider進行3D掃描對于實現對事物的立體理解至關重要。” 實驗室團隊決定免費開放圖書館中的所有模型下載，以便學生和教職人員可以使用這些文件，進行提取修改，將其充分利用。 團隊擁有的各種標本和素材的精準3D副本為他們的仿生學課程帶來新的視角： “仿生學是我們在實驗室研究的課題之一，也就是說，利用從大自然中汲取的靈感來設計解決方案，”Bissonnette解釋道。“我們可以通過擁有不同自然形態和素材的數字館藏來分析，并將它們導入到軟件中，并且可以根據我們的設計意圖進行構建和修改。” 新的方式還可以出借過去僅供“實驗室內部使用”的項目 “通常，我們會像一般的圖書館一樣借出大量標本：例如，一個裝有蝴蝶標本的手工玻璃盒，或者某些類型的貝殼和各種小標本，”Benedict說。“我們會在無法出借的物品上貼上紅色標識。3D掃描使我們能夠以另一種方式出借它們，這樣師生可以在課后或遠距離進行互動。真正地改變了借閱過程的運作方式。” 在線3D模型數字目錄的另一個優勢是有機會組織創作者和研究人員的全球社區： “我們收到了許多熱情的反饋，大家將我們的3D掃描融入到各自的藝術作品、電子游戲設計和其他學科中，”Gagliardi說。“有生物學家們幫助我們鑒定了一些標本。像是我們在Sketchfab上一直標記為栗鼠頭骨的項目，結果卻是麝鼠頭骨。” 行之有效的方法 疫情期間，掃描過程也必須隨之改變。由于幾乎每個人都在遠程工作和學習，因此Gagliardi根據師生的要求開始掃描不同的標本，來補充到數字館藏當中。 Bissonnette說：“將標本補充到虛擬館藏中變得不僅僅是師生認為的一件有趣的事情，能夠繼續訪問藏品才是至關重要的。” 盡管每種類型的樣本都是獨一無二的，但在實驗室中掃描的大多數對象都遵循相同的掃描方法。 首先，掃描對象的頂部和側面，然后將其翻轉再次掃描底部和側面。該團隊還采用了ORANGEMONKIE的可折疊燈箱來實現均勻照明的高品質紋理，外加使用讓掃描更加平穩的電動轉盤。 “從我第一次使用掃描儀，就被驚艷了，尤其是看到了Artec Studio軟件展現的強大功能，”Gagliardi說。“當你生成一個原始掃描，你覺得還不錯，看起來像是我正在掃描的物體。但最終作品，定稿的網格，與最初的掃描相比是如此的精致，以至于每次得到最終的成品我都大為震撼。” 掃描完成后，團隊使用Artec Studio中的智能模式處理數據。完成后，最終模型會直接導出到Sketchfab，或者在某些情況下，先導出到Blender進行額外的后期處理。Gagliardi補充道：“Artec Studio提供的掃描數據質量很高，所以通常我們只需導出掃描，就可以直接使用了。” 目前，數字館藏有500-600份掃描，其中近400份已經可以在Sketchfab中下載。 ? 未來計劃 通過創建3D掃描標本虛擬圖書館，自然實驗室團隊讓人們有機會接觸Edna Lawrence傳奇收藏中的一些最珍貴的自然文物——而不僅限于羅德島設計學院的師生，還包括公立學校和可能無法獲得此類資源的機構。這也使得他們與同樣使用Artec掃描儀、攝影測量或其他數字化方法的大學和博物館相互建立了聯系和合作。 “我不斷收到來自羅德島設計學院的藝術和科學界專業人士和業余愛好者的評論、感謝和詢問的消息，”Gagliardi說。“最近，來自世界最大的博物館技術服務提供商之一的項目經理聯系了我，向我詢問他們是否可以將我們的彩龜模型用于鑄造項目。這個平臺的獨特資源帶來的廣泛影響力和各種交流讓我印象深刻。” 虛擬藏館對師生和其他用戶具有重要的價值，所以現在需要培訓他們如何使用Artec Spider創建自己的3D模型。羅德島設計學院提供的遠程課程中，大量地使用數字藏館作為學習工具。 “我們將堅定地執行構建遠程數字資源的計劃，”Gagliardi說。“通過疫情讓我們了解到它們更多的價值。如果沒有Artec Spider，我們今年無法在遠程化方面取得如此的成就。” ? 源文摘自：Artec 3D（埃太科三維）

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一小時生成4件約克郡博物館賴代爾寶藏的數字孿生

挑戰：約克郡博物館收藏了距今1800年歷史的羅馬不列顛時期的賴代爾寶藏，他們需要以一種快速并且零風險的方法，從精確還原歷史的角度，創建四個絕無僅有的3D數字副本，締造創新的策展設計，與來自世界各地的參觀者分享。 方案：Artec Space Spider, Artec Studio, 3D Systems ColorJet打印機 成果：傳統的攝影測量法需要大量的處理和定位，而且要用一整天的時間來執行拍攝過程，額外還需要多一天的時間從照片中創建3D模型。相比之下，四件賴代爾寶藏，分別都在不到5分鐘的時間內完成了精細的3D掃描；并且在一個小時內，所有的掃描和處理都完成了，從而產生了整個系列四個令人驚嘆的3D數字副本。 當他們瞥見青銅色的時候，便立刻停止了挖掘。起初，他們以為那是青銅器時代的斧頭邊緣。幾分鐘后，當他們把馬可·奧勒留(Marcus Aurelius)的小半身像從英格蘭賴代爾一位農民田間的坑中抬出時，金屬探測專家馬克·迪德里克(Mark Didlick)和詹姆斯·斯帕克(James Spark)屏住了呼吸。 被金屬探測器探測到的馬可·奧勒留的半身銅像。圖片來源:馬克·迪德里克 當他們小心翼翼地拂去了古代皇帝臉上的泥土,似乎過了幾分鐘,兩個人竟都啞口無言。 這座半身像是他們今天的第二個發現。之后他們又繼續在該地區進行搜索。當他們結束搜索后，除了半身像，還發現了另外三件文物：一個鉛錘，一個羅馬神馬爾斯的雕像，以及一個馬形刀柄。 迪德里克將幾張照片發給了前考古學家布賴恩·沃克(Brian Walker)，他對這一發現感到震驚，判斷這些很可能都是古羅馬時期的文物，可以追溯到公元2世紀。 從農民的田間到約克郡博物館的展覽廳 ? 在接下來的幾周里，這批距今1800年的文物--羅馬不列顛時期最精美的藏品之一--被鑒定并命名為賴代爾寶藏(Ryedale Hoard)。后來由約克博物館信托基金收購，此后在約克郡博物館展出。 約克郡博物館高級策展人安德魯·伍茲(Andrew Woods)：“以前英國從未在同一時間、同一地點出土過如此數量精美的古羅馬時期的文物。所有這些文物都呈現出美輪美奐令人難以置信的制作工藝。我們確信，它們是古羅馬帝國鼎盛時期在英國制造的。” 賴代爾寶藏物中，古羅馬皇帝馬可·奧勒留的半身銅像。圖片來源：約克博物館信托基金 這座精雕細琢的馬可·奧勒留半身像最初是嵌在古羅馬帝國祭司的權杖上，毫無疑問，它在皇帝舉行的儀式和典禮上被經常使用。 創作這件非凡作品的藝術家很可能是英國當地人，他從未見過皇帝本人，而是根據現有的雕塑和錢幣上的描繪來進行創作。 約克郡博物館高級策展人安德魯·伍茲與賴代爾寶藏馬背上的馬爾斯雕像。圖片由約克博物館信托基金提供，版權歸Charlotte Graham Photography所有。 在整個帝國中，羅馬神馬爾斯經常被描繪成馬背上的戰士。這尊小雕像正是描繪了古老的神祗在戰場上激烈馳騁，然而曾經他揮舞的長矛和盾牌早已在幾個世紀中消失。 賴代爾寶藏—馬形刀柄。圖片來源：約克博物館信托基金 在古羅馬時期，非常流行以動物造型裝飾的日常用品。這個馬形手柄原本是把刀柄，推測是在下葬前有意將刀折斷了。 在過去的2000年里，賴代爾寶藏中的鉛錘設計幾乎沒有變化，它在羅馬不列顛時期發揮了重要作用，為建造新的道路、堡壘和村莊提供了精準的測量。 賴代爾寶藏。圖片來源：約克博物館信托基金 研究人員得出結論，這些文物是在公元2世紀后期作為獻給神的祭品被埋入地下的。為了更清楚地了解這些無價文物的重要性以及它們為何以這種方式被埋入地下，研究工作仍在繼續推進中。 創建賴代爾寶藏的數字副本 約克郡博物館專注于成為數字化平臺的領導者、擴大其影響力并建立起在線與世界分享藏品的模式，他們決定以3D方式呈現賴代爾寶藏。 過去，他們主要通過攝影測量法，與約克大學的Heritage360合作完成此類項目 但由于攝影測量法的性質，包括冗長的攝影時間（當使用一臺單鏡頭相機設置時）同時需要大量的處理來定位和重新定位每個被拍攝的對象，因此類似的項目需要策展人提前幾周，甚至幾個月來計劃。 Artec Space Spider對馬可·奧勒留半身像的3D掃描。圖片來源：Heritage360 來自Heritage360團隊的帕特里克·吉布斯(Patrick Gibbs)介紹：“對歷史文物進行拍攝涉及的內容非常多。這不是簡單地把它拿出來，在幾分鐘內就能完成拍攝。考慮到藏品損壞的一些潛在風險以及策展人在場的要求，我們需要與博物館不斷的進行溝通，制定出最佳和最安全的一套方案。” 他繼續說：“使用單鏡頭機攝影測量設置，我們可能要花兩天時間來處理一件文物，只是為了確保我們需要的一切都被拍攝下來。所有的后勤問題可能又需要兩到三個月來安排。” 如果他們繼續沿用同樣的方法，約克郡博物館的賴代爾青銅器藏品的數字化將需要幾個月的時間來計劃和完成。更不用說博物館里還有數千件藏品等待著被數字化。 賴代爾寶藏馬背上的馬爾斯雕像。圖片來源：約克博物館信托基金 尋找傳統攝影測量法的替代方案 這就迫使吉布斯和他的數字技術專家詹姆斯·奧斯本(James Osborn)去探索市場，尋找其他可能。他們通過在線搜索找到了Artec3D大使級經銷商Central Scanning公司，該公司是保護文化遺產以及其他行業的3D掃描專家。 以至于在第一個演示完成之前，他們兩人就找到了解決方案：Artec Space Spider。 Space Spider多年來一直是全世界考古學家、文化遺產專家和許多其他專業人士青睞的手持式3D掃描儀。 Space Spider能夠以亞毫米級的精度以及逼真的3D色彩呈現捕捉對象復雜的細節，無需標記和噴劑。掃描可以用于在線和現場展覽、數字云存儲、3D打印教學模型等等。 Central Scanning公司的亞歷克斯·張使用Artec Space Spider掃描羅馬人像陶罐。 圖片來源：Heritage360 伍茲談到掃描儀如何幫助約克郡博物館實現項目時說：“為參觀者呈現出即使走進博物館也不一定能夠發現的細節，對我們來說十分重要。” 他進一步解釋道：“在對藏品本身零風險的情況下，通過虛擬的方式拿起，轉動，研究它們，順著策展人編寫的標簽和注釋，了解每件藏品相關的無數滄桑的歷史和背后動人的故事，您將擁有一段既難忘又獨特的體驗。” ? 一小時內完成賴代爾寶藏的3D掃描 ? 使用全新Space Spider對賴代爾青銅器藏品進行3D掃描時，吉布斯和奧斯本以及在旁協助項目的策展人都大吃一驚。 四件文物被逐一放置在Artec轉盤上，分別在5分鐘內進行掃描。僅僅10分鐘后，通過Artec Studio軟件的處理就將掃描結果生成為令人驚嘆的3D模型。 “在對藏品本身零風險的情況下，通過虛擬的方式拿起，轉動，研究它們，您將擁有一段既難忘又獨特的體驗。” 設置、掃描和處理所有對象并創建各自的3D模型所需的總時長不到一個小時。與之前所使用的攝影測量法形成了鮮明對比。 Artec Studio軟件中處理Space Spider掃描的馬可·奧勒留半身像 圖片來源：Heritage360 ? 在談及這一點時，奧斯本說：“僅僅用攝影測量法來拍攝這些對象，就需要一整天的時間。如果在拍攝期間光線發生了輕微的變化，我們就不得不請求策展人再次把藏品拿出來，在相同的光線條件重新拍攝。甚至不可能在同一天完成。所以我們必須額外拍攝大量的照片來彌補這一點，寄希望于所有的照片都能夠順利完成，在處理階段才會得到最終的結果。” 他補充道：“如果一切按計劃順利進行，第二天才能開始處理所有的照片。使用Space Spider的一個小時相當于在攝影測量法上所花費的兩天時間，更不用說沒有攝影測量中將每個對象操縱到設定位置的各種小道具所帶來的額外風險。” ? 將掃描結果生成逼真3D模型 在Artec Studio中處理的過程既快速又簡單。首先，使用基底移除，刪除對象以外不必要的數據。完成后，對齊掃描，將所有幾何圖形組合在一起。 然后，應用0.1mm尖銳融合，當導出3D模型在線查看時，他們減少了多邊形數量，以優化文件大小和顯示速度。 Artec Studio軟件中處理Space Spider掃描的馬背上的馬爾斯雕像 圖片來源：Heritage360 ? 生成的3D模型現已在約克郡博物館內和官網上使用。Sketchfab模型鏈接的二維碼放置在了藏品的旁邊，為博物館的參觀者提供參與的互動感。 ? 約克郡博物館與世界分享3D資源 ? 約克郡博物館并沒有止步于此。他們還打算將這些3D模型分享到維基共享資源這樣的網站上，預計每周瀏覽量達數百萬次。 伍茲解釋這背后的原因：“對于世界各地那些可能永遠沒有機會看到它們，或者來到博物館參觀的人們，通過這種方式，將我們的藏品帶給他們。把這些3D掃描分享給這些人們，我們之間也能更加輕松的互動。” 約克郡博物館計劃提供賴代爾青銅器的3D模型免費下載，包括低分辨率和高分辨率版本。歡迎教師、藝術家、研究人員和其他人下載和使用掃描數據。 ? 用于教育的精美3D打印復制品 ? 作為教育活動的一部分，約克郡博物館和Heritage360決定用Space Spider掃描創建3D打印“可觸摸”版本的賴代爾青銅器，供學校參觀使用。 3D打印和手繪的賴代爾寶藏。圖片來源：約克博物館信托基金 由于團隊內部還不具備這方面的專業知識和技術，他們聯系了ThinkSee3D的3D數字文物專家史蒂文·戴伊(Steven Dey)。自2015年公司成立以來，戴伊已經為英國和其他地區的博物館及客戶制作了數百個數碼制作、還原度極高的復制品。 戴伊從Heritage360收到了賴代爾青銅器的3D模型(OBJ文件)后，整個3D打印過程大約用了三個小時，四個物體都是使用石膏在3D Systems ColorJet打印機上直接打印出來的。 ? 巧妙的做舊處理，呈現古樸外觀 ? 涂上底色涂料，然后再上環氧樹脂作為表面涂層，表面半干時涂滿銅粉。環氧樹脂粉末凝固后，打磨拋光出閃亮的青銅外觀，他們看起來就和嶄新的一樣。 接下來開始做舊處理，使用噴漆和蠟以還原文物相同的青銅色的外觀。 3D打印和手繪的馬可·奧勒留半身像復制品 圖片來源：ThinkSee3D 現在，學生們可以親自拿起并研究這些精美的、高度還原的復制品，使它們成為教科書中歷史章節這一時期令人印象深刻的段落補充。 ? 用3D掃描呈現歷史 ? 在成功地將賴代爾寶藏數字化之后，約克郡博物館現在將目光投向了其他藏品，這些種類繁多且數以千計絕美藏品，包括劍和珠寶、滅絕的恐鳥、海雀和恐龍、可追溯到羅馬不列顛時期復雜的馬賽克地磚以及墓葬鑄件等等。 Heritage360團隊詹姆斯·奧斯本在約克郡博物館的賴代爾寶藏展 圖片來源：Heritage360 伍茲對3D掃描所帶來的變化發表了觀點：“一場優秀的博物館策展不僅僅是簡單地給人們呈現歷史，而是真正做到讓所有年齡的人都能擁有一個自我探索的旅程，他們用自己的方式去發現這些藏品的獨特之處。而這正是Artec 3D掃描幫助我們完成的。” ? 源文來自?:Artec3D埃太科三維 ?

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對文物進行3D掃描。 用全彩色3D打印機作為展品輸出

用3D打印機造型博物館的展示物和文化財產的搭配正式開始了。除了陶器和雕刻等物品以外，用3D掃描儀也不會拆除或損傷建筑物及其裝飾，能夠數據化并用業務用3D打印機打印，這為文物的保存和展示打開了很大的可能性。不僅是細小的形狀，連色彩都能正確再現的全彩色3D打印機的功能提高，可以在低成本短交貨期內采購展示品。作為尖端事例，我想介紹秩父神社的事例。 秩父神社的“連接之龍” 在秩父三社之一的秩父神社（埼玉縣秩父市），創建2100年慶祝事業的正殿的改建事業（主要是重新粉刷雕刻）從2018年開始花費了約5年的時間大規模進行。秩父神社掛著由親手制作日光東照宮的《睡貓》的江戶時代雕刻工匠左甚五郎創作的名為《連接之龍》的雕刻作品。 色彩鮮艷的“津奈木之龍”是位于神社中央的三維雕塑。 由于它被展示在神社建筑中，因此會因風雨和陽光而褪色，因此需要定期修復。 在進行此類修復工作時，通常會同時制作展覽模型，但制作雕塑家作品的模型并非易事。 過去，專門從事模型制作的現代工匠通常手工制作復制品，但這次我們使用可以處理可以管理顏色的OBJ式數據的3D掃描儀詳細掃描了形狀和顏色。 經過數據校正后，使用Mimaki的全彩3D打印機直接對模型進行了建模。 通過3D掃描，將大師級工匠的作品轉換為彩色數據 我詢問了實際進行掃描的原制作所的小山貴廣先生。 “有各種各樣的緣分，裝飾神殿的‘連接之龍’進行了3D掃描，進行了數據化的搭配。這是一種史無前例的制造方法，只使用數字3D數據創建忠實的1/5復制副本。高精度全彩色3D掃描技術和高精度全彩色業務用3D打印機的造型復原并供奉江戶名工的技能，將文化財產作為數據永遠傳達給后世的重要資料“ 3D掃描實際上是怎么進行的呢。 “因為‘連接之龍’已經修復完畢，設置在神殿里，所以和設置的墻面進行了掃描。使用便攜式掃描儀，靠近設置墻面進行掃描。‘連接之龍’是立體的雕刻作品。不僅是從前面，從背面和上面也需要正確測量細節的形狀。因為不接近30厘米左右就不能取得正確的形狀，所以用腳手架往上爬，在3D掃描儀上連接相機用的一只腳，進行了測定“ 將設置在神殿中的“連接之龍”進行3D掃描（提供：原制作所） 為了正確測量形狀，用Artec公司的便攜式3D掃描儀花了半天時間拍攝，另外用照相機類型的掃描儀花了幾個小時測量色彩信息。為了能夠將該數據作為3D模型處理，進行了1周左右的修正。結果得到的3D模型數據在這里。 在3D模型中，鱗和胡須等細節都與色彩一起再現了正確的形狀。另外，可知除了形狀以外，用3D模型記錄了鮮艷的彩色。 “最近的全彩3D打印機色彩再現性非常高，只需全彩造型，就可以制作出完成度非常高的造型物，因此不僅要再現形狀，色彩也要三維建模，用全彩3D打印機造型，不需要專業的涂裝專業工匠作業。”（小山） 用全彩3D打印機“系留龍”建模的五分之一模型 手持式3D掃描儀可能很難再現準確的形狀，具體取決于拍攝圖像的人。 此外，根據測量時的環境，可能無法準確測量顏色。 要對像“系留龍”這樣有價值的文化資產進行準確成像，一定是一項艱巨的任務，它站在一個不穩定的梯子上，長超過5米。 “考慮到安全，測量一條超過5米長的'系留龍'并非易事，但我們有在Hiace上裝載設備的經驗，以及高度機密的新產品和原型的現場掃描經驗，因此我們能夠毫無問題地處理它。 測量了半天后，我的手臂感到疲倦，我開始顫抖。小山先生幽默地回答道。 帶有可以精確打印的3D打印機的3D模型 “使用OBJ數據掃描準確的顏色也需要專業知識，我們根據掃描儀的特性以多種方式進行成像和校正。 此外，如果沒有專業的3D打印機可以實際對準備好的3D模型進行建模，就不可能使用數據準備模型。 這一次，我們正在制作一個相當精細的模型，但我也很好奇使用了什么樣的3D打印機來建模它。 據小山先生介紹，建模是由Mimaki使用內部開發的全彩專業3D打印機完成的。 Mimaki的專業3D打印機使用水溶性支撐材料，我們能夠再現非常精致的形狀，因為支撐材料可以像挖雕刻物體一樣去除，同時將其溶解在水中，“Koyama說。 Mimaki 的專業3D打印機也被引入史密森尼學會的展品建模，并因其全彩建模而獲得全球贊譽。 “系留龍”等文化財產的展示模型也需要再現自然色彩。 過去，需要成型工藝和涂裝工藝，每個工序都需要專門的工匠手工處理。 當然，高度專業化的工匠的工作需要幾天和金錢。 如果工匠不在，就會排起等待隊伍。 通過基于3D掃描準備3D模型并使用專業3D打印機對其進行建模，這種情況即將發生巨大變化。 文化遺產也用3D模型收錄，用3D打印機打印的時代 幾年前，關于山寺中安裝的佛像被盜以及幾年前制作供拜3D打印機使用的佛像的努力的討論很多，但似乎3D掃描儀和專業3D打印機有很大的空間為文化財產的保護和記錄做出貢獻。 通過記錄過去由大師級工匠創作的雕塑和三維雕塑，使用可以將作品形狀數字化的3D掃描儀，并使用3D打印機對其進行建模以供專業使用，現在可以廉價快速地為展覽準備更準確的模型。 據業內人士介紹，全彩專業3D打印可以顯著降低涂裝過程的成本，這對于預算有限的文化財產保護和展覽人員來說是一個令人鼓舞的趨勢。 另一方面，對專門從事繪畫的專業公司也是一個重大威脅。 您能否利用您的專業技能以及背后的經驗和專業知識來創造增長機會？ 這就是未來光明與黑暗將大大分裂的地方。 ? 原文來自網絡 ?

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國家博物館采用、助力車馬坑、鯨魚化石等考古挖掘的Wrap是何方神圣？

隨著近日全國文物工作會議在京召開，再一次確認了我國高度重視文物保護利用和文化遺產保護傳承，相關部門通力協作，社會各界踴躍參與，全國文物系統砥礪奮進的積極局面。而在文物保護過程中，新興科技的應用使得工作流程更加高效精準。 比如已被中國國家博物館等眾多博物館、相關文保單位采用的Geomagic Wrap軟件，憑借其專業的掃描處理數據功能，廣泛地應用在文物掃描數據處理和修復上，包括對掃描得到的數據清理、正反面數據拼接和合并、破損的地方進行修復、拼接已裂成多塊的文物成一體、顏色紋理編輯、3D數據化保存文物文檔、數據縮放制作成紀念品等等。 什么是Geomagic Wrap？ Geomagic Wrap?全面的工具箱包含了點云和多邊形編輯功能以及強大的造面工具， 它們能夠幫助您更快地創建高質量的3D 模型。除了考古以外，工程、娛樂、藝術、制造業、博物館，各行各業的人們都可以使用?Geomagic Wrap?將掃描數據和 3D 檔輕松轉換為完美的逆向工程 3D 模型。 Geomagic Wrap 能夠以更易用、低成本、快速而精確的方式幫助您從點云過渡到可立即用于下游工程、制造、藝術和工業設計等的 3D 多邊形和曲面模型。其數字工具可以幫助您創建出能夠在 3D 打印、銑削、存檔和多個其他 3D 用途中直接使用的完美數據。 ? Wrap 助力文物古建筑保護 在古建筑和文物保護領域，隨處可見Geomagic Wrap大放異彩： 存檔文化遺產：從博物館和歷史作品捕捉準確的數字模型。 創建虛擬博物館：讓獨特的藝術品通過數字化方式在世界各地獲得更多的觀眾。 了解古代生產和設計技術：通過對歷史遺跡中發現的物品進行數字化建模并檢測。 創建數字記錄：對古跡創建數字記錄，確保一旦它們受到自然損壞或意外破壞后能快速重建。 管理古跡：保持記錄，分析損毀以及操作、環境和磨損的對它們的影響。 防止偽造和偷竊：利用數字化的方法正確記錄藝術品的表面特征。 降低珍藏品的保險費用：通過數字記錄，可以確保修復無價的珍藏品。 古建筑掃描，縮小后3D打印 意大利古老銘牌重構 研究人員重構了意大利古老的薩謨奈人避難所里的赤陶銘牌，以便更好地了解古代文物。 學習文物數字化建模 在美國南佛羅里達大學，學生們使用Geomagic Wrap軟件學習用于捕捉對象，獲得圖像數據并進行3D建模的相關概念與技術。人類學研究生Christine Bergmann的研究領域是古代陶瓷，而古代陶瓷往往都已經碎裂，或是易碎。于是她通過數字化建模流程，即數據捕捉、數據處理與建模，以及數據可視化，比如3D打印，來迅速捕捉陶瓷的所有形態特征，用以檢查表面印痕、厚度，以及容積等特性。這種學習可以通過像Geomagic軟件這樣的簡單工具實現。 ?

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