對于3D打印技術(shù)來說，要實現(xiàn)在月球打印住宅、精確復制人體器官尚需時日。但如果你認為3D打印技術(shù)目前還只能充當設(shè)計師和新潮玩家的一劑生活調(diào)味品，那就大錯特錯了。“除了在工業(yè)設(shè)計、藝術(shù)創(chuàng)作、立體照相領(lǐng)域有所作為，3D打印技術(shù)也開始在考古等嚴肅領(lǐng)域大展拳腳了。”在上海市激光技術(shù)研究所技術(shù)服務(wù)工程師王堯的眼中，3D打印不只是一項新鮮好玩的技術(shù)。“通過立體掃描、粉末疊加來復原文物、修復殘片，這都是3D打印技術(shù)的‘拿手絕活’。”王堯在上?？萍拣^擔任3D技術(shù)講解員，說到這些內(nèi)容，好奇的觀眾將他團團圍住。
正在上海科技館舉行的“3D打印世界”展覽，會讓你看到3D技術(shù)應(yīng)用中不為人知的領(lǐng)域。
在電影《十二生肖》中，成龍扮演的文物販子用3D掃描儀全面掃描獸首之后，網(wǎng)絡(luò)另一端的同伙收到他發(fā)來的數(shù)據(jù)，便迅速地克隆出一模一樣的文物復制品。其實，這并不是電影夸張的橋段。一些考古學家的確動用了這種全新的方式，尋求在研究工作上有所突破。
多年前，哈佛大學閃族博物館(Semitic Museum)的考古人員從位于伊拉克的古城約爾干(Yorghan Tepe)挖掘出一座廟宇遺跡。據(jù)歷史學家的考證，早在3300年前，亞述人在進攻古城時，將這個廟宇中的神器統(tǒng)統(tǒng)砸碎摧毀，并且掩埋于地下。而這些古時的暴徒絕不會料到，在3300年之后的現(xiàn)代社會，有人將會利用3D打印技術(shù)修復這些曾經(jīng)湮滅于歷史中的珍寶。
博物館的考古專家約瑟夫·格林(Joseph Greene)選擇從其中一只身長2英尺的陶瓷獅子入手。這只陶瓷獅子身體大部分都已經(jīng)損壞，只有前爪和后肢還保存完整。經(jīng)過幾輪的篩選，他們認為，賓夕法尼亞大學所珍藏的一只同時代、保存完整的陶瓷獅子，應(yīng)該與手頭的殘片有幾分相似。于是，通過3D掃描和打印技術(shù)，他們克隆出了賓夕法尼亞大學的獅子，然后，將獅子切割成幾個部分，與破損的陶瓷獅子進行拼合。接著，他們又用3D掃描技術(shù)，將拼合的結(jié)果輸入數(shù)據(jù)庫，以數(shù)字虛擬軟件調(diào)整獅子的模型，再將模型打印出來細細揣摩。
“判斷修復結(jié)果是否合情合理，不僅要靠數(shù)據(jù)信息，也要憑借經(jīng)驗仔細觀察實物。”盡管虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但和很多考古專家一樣，約瑟夫堅持，在修復文物時必須手工操作實物。這是考古學界沿用已久的技法，但把玩實物有太多的客觀條件限制。實物的珍貴與稀缺的特質(zhì)，大大制約了考古學家發(fā)揮想象力。“所以，最理想的條件就是把模型修改的結(jié)果一遍一遍打印出來，根據(jù)實物來調(diào)整。”幾經(jīng)修改，反復打印模型，這些考古專家終于找到了合理的方案。
初戰(zhàn)告捷，約瑟夫·格林特別激動，“一百年以來，考古學家為了研究某個雕像，必須輾轉(zhuǎn)世界各地。而現(xiàn)在，有了3D打印技術(shù)，我們足不出戶就能把世界上任何角落的雕像‘打印’出來仔細研究。”不僅是閃族博物館，美國華盛頓的史密森尼博物院(Smithsonian Institution)也在積極籌劃用3D技術(shù)“克隆”古生物化石的計劃。
2011年，在史密森尼博物院工作的尼克·佩爾森(Nick Polson)博士，在智利發(fā)現(xiàn)了巨大的鯨魚化石。按照以往的做法，科學家出于科研需要，會將化石分塊。這對化石本身的損耗太大。“經(jīng)過討論，我們決定用3D打印技術(shù)，將化石以1∶1的比例打印出來。復制品既可以作為博物院的展品，也可以作為科學家研究的模型，仿真精確度相當高。”
無獨有偶，英國地質(zhì)調(diào)查局(British Geological Survey)于近期決定全面開放他們的化石數(shù)據(jù)庫，將其中收藏的300多萬塊化石標本全部進行3D掃描，生成3D打印文件。只要家里有精度足夠的3D打印機，任何古生物學家乃至業(yè)余化石愛好者都能從網(wǎng)站上下載這些文件，打印出這些化石標本的復制品。調(diào)查局考古科學部負責人珍·埃文斯(Jane Evens)坦言：“研究化石，哪有人愿意只看電腦屏幕，即使虛擬技術(shù)再真實，也替代不了化石握在手上的觸感。”和珍一樣，很多考古專家都認為，通過數(shù)字模型與3D打印技術(shù)的結(jié)合，古生物化石有望永久保留下去，甚至成為大眾的家藏，對科學普及裨益甚多。
或許，對于考古學界來說，3D打印技術(shù)猶如一場及時雨。“在3D打印技術(shù)出現(xiàn)之前，仿制文物以及修復文物，都要在文物原件上覆一層軟泥，工匠以此為基礎(chǔ)才能制造蠟?zāi)！５@種傳統(tǒng)手法多少會讓文物受到污損。至于那些諸如絹帛、綢緞、陶俑等特別脆弱的文物，幾乎不敢怎么動。”四川廣漢三星堆博物館文物保護部副部長余健告訴《第一財經(jīng)日報》，他們是國內(nèi)第二家引進3D掃描儀和打印機的文博單位。利用這套系統(tǒng)，他們的工作效率不僅大大提高，而且工作人員在文物保護方面的負擔也減輕了很多。
“以往，我們使用傳統(tǒng)的人工描線來制作模具。制作一件簡單的青銅器仿制品，大約需要花去一個熟練工匠一個月的時間。”余健說，有了3D打印機，他們只要用一個多星期掃描、打印、建模，之后的一個多星期將打印出來的零件組裝起來。“其中，打印一個青銅器部件需要10小時，比我們手工復制要快很多倍。整個過程總的算來，要比原來節(jié)約一半的時間。最重要的是，復制和修復的誤差幾乎為零，對文物的損耗也幾乎為零。”
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