象牙色3D打印材料 可用于文物翻新复原

浪浪沙

近年来，博物馆等文物保护部门在面对珍贵的历史文物时往往纠结于如何保护文物损坏等问题。前阵，云冈石窟开始结合3D扫描和打印技术制造了古佛像的复制品，原型为文物保护工作带来了新的思路-用3D打印技术重建历史遗迹。为了更好地创造符合古文物质感的复制品，来自TU Wien的研究人员及其聚合物生产衍生公司Cubicure研发了一种SLA 3D材料可打印象牙替代品。

　　3D打印技术

　　象牙色模型与3D打印的复制品并列

　　象牙通常来自象牙或疣猪，海象或河马的牙齿，因其坚固的耐用性和美观的外观而备受追捧。但是，由于盗猎引起的道德关注，自**以来，该材料的国际贸易已被禁止，这使得许多损坏的象牙制品无法修复。

　　尽管已经用聚合物，酪蛋白甚至是象牙木屑制成了各种替代品，但它们通常是散装生产的，这意味着零件需要在资源密集的过程中进行雕刻。同时，越来越多地使用3D打印来恢复文化古迹，因此Addison Restoration去年代表维也纳大主教管区进入Cubicure，以帮助修复历史棺材。

　　维也纳工业大学材料科学与技术学院的尤尔根·斯坦普夫(JürgenStampfl)教授说：“该研究项目始于Mauerbach教区教堂中一个有价值的17世纪国家棺材。” “它装饰着象牙小饰品，其中一些随着时间的流逝而丢失。问题是是否可以将它们替换为3D打印技术。”

　　3D打印

　　奥地利弗里德里希三世棺材的3D复制品

　　为了准确地复制棺材的外观，科学家通过在二甲基丙烯酸酯树脂中加入磷酸三钙(TCP)颗粒，制成了半透明的浆料，从而配制了他们的新材料。然后，在混合物中添加有色颜料，作为需要完善的精细平衡过程的一部分，以生产出具有色调的零件，这些色调可以精确地复制真实的伪像。

　　“您必须牢记，象牙是半透明的，”为他的论文为该项目做出贡献的学生ThaddäaRath解释说。“仅当您使用适量的磷酸钙时，该材料才会具有与象牙相同的半透明特性。”

　　准备好Digory树脂后，研究人员使用Cubicure的Caligma 200 Hot Lithography 3D打印机对其进行了处理，制造了两个样本国际象棋棋子，以及17世纪墓葬的柱头资本。经过一些手工砂纸抛光后，科学家将其样品与真牙牙进行了比较，发现它们具有可比的密度水平，并且没有关键的不均匀性。

　　3D打印的复制品还表现出与象牙相似的挠曲模量，包括弯曲下74%的挠曲强度。但是，研究小组确实承认，彩色颜料没有很好地穿透其复制品，与原始颜料相比，导致了高度和温度上的差异，并且在进行有效缩放之前，还需要进行一些进一步的调整。

　　但是，在尺寸精度和外观方面，该团队能够准确匹配原始棺材的柱子，甚至用黑色墨水对其进行着色，以复制受损物品中看到的裂缝。科学家们认为他们的方法代表了人工制品修复的“一大进步”，使其比现有的手工技术在经济上更具可行性。