print

Аддитивное производство в археологии

19/06/2017

Лихтенфельс (Германия), 06/19/2017 – Трехмерная печать культурной истории человечества? Абсолютно верно. Методы трехмерного изготовления постоянно открывают новые возможности. Представляется, что неписаным лозунгом специалистов в области трехмерной печати является желание постоянно проверять границы этой технологии. Трехмерная печать открывает совершенно новые возможности для документирования и копирования артефактов в области археологии. Новейший пример – копия фигуры бронзового всадника из могилы древнекельтского вождя под Унлингеном (Германия) в регионе Биберах земли Баден-Вюртемберг. Используя одну из своих установок Mlab cusing, компания «Concept Laser» изготовила точную копию этой доисторической фигуры всадника. Предмет, возраст которого составляет около 2800 лет, напечатан из порошка бронзового сплава.

Трехмерная печать по металлу открывает новые пути для использования археологических открытий. Создание точных копий позволяет оценивать предметы-оригиналы с научной точки зрения, а копии могут демонстрироваться одновременно на нескольких выставках. История культуры обретает на трехмерных принтерах свою форму.

Держа «всадника из Унлингена» в руках, Вы имеете возможность оглянуться на 28 веков истории культуры.

аддитивное производство в археологии

Научная значимость «всадника из Унлингена»

«Всадник из Унлингена» – погребальный предмет, найденный в могиле кельтского вождя из гальштатской культуры. Эта бронзовая статуэтка всадника на двойной лошади была найдена в захоронении-повозке под Унлингеном (Германия), уже разграбленном в древности. Сломанные края неполных ног лошади указывают, что статуэтка первоначально была прикреплена к другому – несохранившемуся – предмету. Это мог быть верх бронзовой крышки, основание большого бронзового сосуда или предмета обстановки, повозка или ярмо. Другие предметы из захоронения позволяют датировать статуэтку восьмым или седьмым веком до н.э. Символические изображения из этого периода времени в южной Германии крайне редки. «Всадник из Унлингена» представляет собой одно из старейших изображений конного всадника, найденное к северу от Альп. Эта статуэтка – уникальное изделие ранней кельтской культуры в Центральной Европе.

аддитивное производство в археологии

Проект трехмерного «всадника из Унлингена»

Переход от формования к аддитивному производству открывает новые перспективы для научных оценок в области археологии, а также для одновременной демонстрации предметов в нескольких разных местах. Всего несколько лет назад такие находки можно было воспроизводить только методом прямого формования – процесс, всегда связанный с риском повреждения оригинала. Использование аддитивной трехмерной технологии позволяет теперь изготавливать копии вообще без контакта с оригиналом. Для оцифровки предмета «всадник из Унлингена», относящегося к гальштатской культуре, был использован специализированный процесс, известный как «рентгеновская компьютерная томография» (КТ). Бронзовый всадник был подвергнут трехмерному рентгеновскому обследованию и оценке с использованием программы «VG Studio Max 3.0» компании «Volume Graphics». Данные для стереолитографии (формат STL), полученные посредством этого процесса, позволяют переносить современный промышленный технологический процесс трехмерной печати на задачи в области археологии. Тем временем, технический прогресс, достигнутый в отношении разнообразия материалов и точности печати, огромен. Для работ по трехмерной печати компания «Concept Laser» предоставила Управлению земли Баден-Вюртемберг по сохранению исторических памятников свою технологию LaserCusing в виде установки Mlab cusing. Инженеры-материаловеды компании «Concept Laser» также разработали бронзовый сплав, аналогичный материалу оригинала: современный медно-оловянный сплав, по плотности и удельному весу близкий к материалу артефакта 8-7 века до н.э. Точные доли меди и олова можно было определить, используя рентгеновский флуоресцентный анализ. Именно таким образом «всадник из Унлингена» был напечатан в бронзе, соответствующей материалу оригинала. Визуально и на ощупь копия всадника находится на одном уровне с изделием-оригиналом.

аддитивное производство в археологии

аддитивное производство в археологии

Прогноз

Аддитивное производство точных копий посредством трехмерной печати открывает новые перспективы в области археологии, обеспечивая доступность найденных металлических предметов для научных целей. Одновременно копии могут демонстрироваться посетителям музеев. Важно, что можно напечатать и использовать много копий исторических находок, причем только эксперты смогут обнаружить разницу путем анализа материала, так как в производственном процессе используется порошковый материал современного происхождения. Даже вопрос реконструкции не является запретным: теоретически в будущем можно будет даже воссоздавать сильно поврежденные предметы. Эти предметы будут иметь такую же форму, что и изделие-оригинал, что позволяет стирать с них разрушительные «следы истории». Артефакты из прошлого человечества позволяют нам бросить взгляд на историю нашей культуры, а трехмерная печать позволяет прикоснуться к этой истории.

аддитивное производство в археологии

Заключение

Результаты применения аддитивной трехмерной печати для археологических артефактов и находок:

  • Археологические находки с хрупкими и сложными структурами могут воспроизводиться с высокой точностью
  • Процесс трехмерной печати делает возможным бесконтактное воспроизведение артефактов без их повреждения
  • Копии абсолютно точны во всех деталях и соответствуют оригиналу
  • Копии могут предоставляться музеям, в то время как оригиналы остаются в хранилищах для исследовательских целей
  • Высокая плотность, сопоставимое ощущение на ощупь и высокое качество поверхности
  • При изготовлении копий уникальных предметов без использования форм существенно сокращается время разработки, а также затраты
  • Не требуется покупка инструментов, уменьшается количество отходов
  • Возможность реконструкции в случае разрушения предметов.

аддитивное производство в археологии

Интервью с Николь Эбингер-Рист, главным хранителем Управления земли Баден-Вюртемберг по сохранению исторических памятников при региональном совете Штутгарта, Германия

Захватывающие истории из мира трехмерной печати не являются чем-то необычным, но история находки всадника из гальштатской культуры особенно интересна. В коротком интервью Николь Эбингер-Рист объяснила, что именно мотивирует хранителя к работе с трехмерной печатью.

Редактор: Каковы результаты использования трехмерной печати для будущего выставок на практике?

Николь Эбингер-Рист: Созданная копия демонстрируется как часть выставки под названием «Всадник из Унлингена – кельты, лошади и возничие». Эта выставка проходит в двух музеях, показывая, каковы теперь возможности современных технологий. Главную роль здесь играет точное до мелочей воспроизведение без прямого формования (которое потенциально могло бы повредить найденные предметы). В музейном мире экспонаты-оригиналы на выставках группируются вместе, что позволяет сравнивать их с сопоставимыми предметами. Такие сравнительные коллекции позволяют посетителям выставки и исследователям проникать в исторический контекст. Копия, соответствующая оригиналу, может предоставляться музеям во многих местах по всему миру. Теоретически в будущем возможна даже реконструкция сильно поврежденных предметов, с восстановлением их исходной формы. Важно, что мы сможем удалять с предмета разрушительные «следы истории».

Редактор: Какую форму приняло сотрудничество между партнерами в проекте трехмерной печати?

Николь Эбингер-Рист: Компания «Volume Graphics» в Гейдельберге (Германия) предложила идею использования трехмерной печати по металлу для изготовления копий. На КТ-сканере мы смогли получить данные о форме «всадника из Унлингена» в формате STL, не касаясь изделия и не повреждая его. Мы напечатали всадника, используя процесс LaserCUSING, на установке от компании «Concept Laser». Эта компания также предоставила нам свою экспертизу материалов. Исторический «всадник» изготовлен из медного сплава времен железного века, и мы не хотели извлекать из него какой-либо материал для точного анализа. Эксперты в области трехмерной печати по металлу разработали для нас медный сплав, очень близкий к оригиналу по удельному весу и распределению плотности. Это было захватывающим занятием для всех нас.

Редактор: Насколько убедителен внешний вид копий, подобных этой?

Николь Эбингер-Рист: Я была очень удивлена уровнем детальности. Только представьте себе: Вы держите в руках предмет из седьмого века до н.э., с тем исключением, что он сделан из порошкового материала 21-го века. Вы получили в руки копию, верную в культурно-историческом отношении, и смотрите на прошедшие 28 веков. Это просто ошеломляет. Трехмерная печать – потрясающая технология. Каждая археологическая находка имеет свое волшебство, особенно когда они настолько уникальны, как «всадник из Унлингена». Когда Вы держите в руках репродукцию, напоминающую оригинал «один к одному», это очень специфическое ощущение, и оно очень важно для дальнейших исследований. Открывается множество новых возможностей для смотрителей музеев, хранителей и ученых.

аддитивное производство в археологии

Редактор: Благодарим за интервью.

Об Управлении земли Баден-Вюртемберг по сохранению исторических памятников и Николь Эбингер-Рист

В дополнение к сбору и документированию памятников культуры, ключевой частью сохранения таких памятников в земле Баден-Вюртемберг являются их исследования. Такие исследования включают инвентаризацию, работы по раскопкам и оценке, а также целый ряд различных проектов и исследовательских программ. Некоторые из этих проектов финансируются из средств третьих сторон, например, Немецким научно-исследовательским обществом (DFG) и Федеральным министерством образования и научных исследований Германии (BMBF). Другие возникают из повседневной работы по сохранению памятников. В таких проектах совместно работают различные учреждения и специалисты из государственных органов.

Николь Эбингер-Рист возглавляет отдел археологической реконструкции в Земельном управлении по сохранению исторических памятников при региональном совете Штутгарта; она сопровождает находку – «всадника из Унлингена» из гальштатской культуры – в качестве хранителя.

В настоящее время она работает над диссертацией о захоронении древнекельтской принцессы, которое было найдено на Дунайской равнине в Верхней Швабии в 2010 г. и где в течение нескольких последних лет проводятся раскопки и исследования в лабораторных условиях.

аддитивное производство в археологии

Карта сайта