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3D SYSTEMS使用3D打印完成英国基尤大宝塔龙的修复工作

时间:2018-07-12 21:20 来源:3D打印在线 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

位于英国伦敦郊区的基尤大宝塔现在拥有72条3D打印龙。在皇家植物园的原始项目中,3D Systems采用了大规模选择性激光烧结(SLS)技术,帮助这座拥有256年历史的建筑恢复昔日的辉煌。

邱园的大宝塔于1762年由威廉·钱伯斯爵士(Sir William Chambers)完成,是一座10层高的观景廊,占地75英亩(现为300英亩),直至伦敦市。西洋与中国风结合的完美典范,建筑的每个层面都装饰着蛇形龙,最初是用木头雕刻而成。然而,自19世纪80年代以来,被拆除用于建筑维护的龙从未被放回去。

3D SYSTEMS使用3D打印完成英国基尤大宝塔龙的修复工作

基尤皇家植物园的大宝塔。

随着时间的推移,许多项目尝试并未能复制塔楼的爱德华时代的宏伟,但由于历史不准确以及缺乏当地政府的支持,许多项目都没有实现。

现在,由于历史悠久的皇家宫殿(HRP)和3D Systems之间的合作,72个基于原始装饰的大型龙已经3D打印,并被安装在历史悠久的联合国教科文组织世界遗产建筑上。3D打印龙的安装不仅标志着HRP最近在Kew的大宝塔恢复工作的完成,也标志着教科文组织项目中增材制造的最广泛使用。

3D打印复杂的龙并不像在STL文件上打印打印那么容易。因为雕塑需要尽可能真实,并且因为许多原始的木龙没有得到很好的保存 - 甚至有传言称龙被用作支付皇家赌博债务 - 3D Systems必须有效地逆向工程龙才能获得3D打印模型。

为实现这一目标,3D Systems的On Demand Manufacturing团队使用FARO Design ScanArm捕获木雕龙的3D扫描。然后将此扫描导入到3D Systems的Geomagic Design X逆向工程软件中,这使得团队不仅能够确保准确的细节,还能整合中空结构以减轻重量。根据该团队的说法,它能够将3D打印龙的重量减轻60%,与木制龙相比(重量在7到15公斤之间)。减轻重量可以减少对历史悠久的大宝塔的压力。

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随着龙的三维模型准备和缩放成各种尺寸(长度在1,150毫米到1,850毫米之间),随需应变制造团队转向其sPro 230 SLS打印机,打造耐用,轻便的打印件。每条龙都是用DuraForm PA打印的,这是一种耐用的聚酰胺12尼龙材料,其特性适合龙的外观和功能。

“我们求助于3D Systems,以提供该项目所需的快速吞吐量,准确的细节和出色的整理,”历史皇家宫殿项目总监Craig Hatto表示。“3D Systems团队的工程技术,轻量化龙雕像的机会,以及SLS 3D打印的材料寿命是该项目的关键考虑因素。”

3D SYSTEMS使用3D打印完成英国基尤大宝塔龙的修复工作

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最后,72个3D打印的龙由一对3D Systems的工匠精确地完成,他们精心手绘每个细节。为了把努力的规模付诸实践,据报道,每条龙花了大约一天半的时间来上色。

3D SYSTEMS使用3D打印完成英国基尤大宝塔龙的修复工作

Nick Systems,按需制造总经理,3D Systems(左)和HRP项目负责人Craig Hatto(右)持有一条完成的3D打印龙。

HRP计划在2013年对16世纪的大塔进行翻新。第一步是进行调查,显示结构的具体公差,并在全盛时期发掘建筑物的原始图和早期图纸。“我们必须弄清楚的主要挑战,”HRP项目经理Rob Umney解释说,“就是如何制造龙。”

保护宝塔底部的八条最大的龙是由非洲红雪松木雕师制作的。这些数字相结合,重约2,500千克,对旧结构造成巨大压力。因此,Umney补充道,“我们需要一种新技术才能让它变得非常轻盈。”

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80条龙(72个3D打印,8个手工雕刻)守卫着Kew大塔的周边。

3D Systems参与该项目始于2016年,当时该公司正式赢得了使用3D打印制作龙的合同。

最早的3D形式的龙是一个粘土模型。这个模型及其随后的木雕,由3D Systems使用FARO bluelight硬件进行3D扫描,为3D打印创建数字框架。

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3D打印龙的微型复制品,在PA12中选择性激光烧结。

3D Systems最大的SLS 3D打印机Pro 230用于打印所有72条龙,其打印尺寸为550 x 550 x 750 mm(长x宽x高)。从不到1米到1.5米的长度测量,龙必须被分割成五个不同的部分用于打印 - 头部,中心体,左翼,右翼和尾部。

根据估计,一条1.5米长的龙需要大约18个小时才能打印出来。总体而言,全部构建(建模,打印,后期处理,绘画,烫金)花了大约一年的时间。

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每条龙都是空心的,由公司标准的DuraForm SLS材料制成,PA 12尼龙具有优异的耐化学性和抗拉强度。在到达宝塔之前,用这种材料打印的3D龙在英国的BAE系统公司进行了风洞试验。通过该测试产生的完成设计意味着在强风下龙将毫发无损。

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从宝塔的8楼看龙的景色。

除了轻量化之外,3D打印还确保每条龙都能保留一些个性。总的来说,主龙设计上有18个3D打印版本,图中的左右镜像保留了格鲁吉亚的对称性。

每条龙,以项目中涉及的工程师之一的名义进行个性化。每件作品也都用序列号进行3D打印,以帮助组装。

由于客户的机密性,制作龙的成本的确切细节仍然未公开,但3D Systems Europe的区域销售经理Simon Hammond表示是“六位数”。

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“我们经常看到3D打印技术应用于新的创新,当我们有机会创造历史时,这是非常令人兴奋的,”3D Systems的塑料和按需制造高级副总裁兼总经理Phil Schultz评论道。“通过与历史悠久的皇家宫殿的合作,我们能够将新技术带入历史性的里程碑 - 将其恢复到昔日的宏伟,并帮助确保未来几代人都能目睹其风采。”

“这证明了我们的随需应变制造团队的能力和专业知识,”他补充道。“我们的全套耐用材料,3D打印技术,逆向工程软件 和实用专业知识使我们能够创建定制解决方案,无论客户的需求多么独特。”据了解,联合国教科文组织世界遗产将于本周7月13日重新向公众开放。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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