位于英國倫敦郊區(qū)的基尤大寶塔現(xiàn)在擁有72條3D打印龍。在皇家植物園的原始項(xiàng)目中，3D Systems采用了大規(guī)模選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)，幫助這座擁有256年歷史的建筑恢復(fù)昔日的輝煌。

邱園的大寶塔于1762年由威廉·錢伯斯爵士(Sir William Chambers)完成，是一座10層高的觀景廊，占地75英畝(現(xiàn)為300英畝)，直至倫敦市。西洋與中國風(fēng)結(jié)合的完美典范，建筑的每個層面都裝飾著蛇形龍，最初是用木頭雕刻而成。然而，自19世紀(jì)80年代以來，被拆除用于建筑維護(hù)的龍從未被放回去。

基尤皇家植物園的大寶塔。

隨著時間的推移，許多項(xiàng)目嘗試并未能復(fù)制塔樓的愛德華時代的宏偉，但由于歷史不準(zhǔn)確以及缺乏當(dāng)?shù)卣�府的支持，許多項(xiàng)目都沒有實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)在，由于歷史悠久的皇家宮殿(HRP)和3D Systems之間的合作，72個基于原始裝飾的大型龍已經(jīng)3D打印，并被安裝在歷史悠久的聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)建筑上。3D打印龍的安裝不僅標(biāo)志著HRP最近在Kew的大寶塔恢復(fù)工作的完成，也標(biāo)志著教科文組織項(xiàng)目中增材制造的最廣泛使用。

3D打印復(fù)雜的龍并不像在STL文件上打印打印那么容易。因?yàn)榈袼苄枰�盡可能真實(shí)，并且因?yàn)樵S多原始的木龍沒有得到很好的保存 - 甚至有傳言稱龍被用作支付皇家賭博債務(wù) - 3D Systems必須有效地逆向工程龍才能獲得3D打印模型。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，3D Systems的On Demand Manufacturing團(tuán)隊(duì)使用FARO Design ScanArm捕獲木雕龍的3D掃描。然后將此掃描導(dǎo)入到3D Systems的Geomagic Design X逆向工程軟件中，這使得團(tuán)隊(duì)不僅能夠確保準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)，還能整合中空結(jié)構(gòu)以減輕重量。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說法，它能夠?qū)?D打印龍的重量減輕60%，與木制龍相比(重量在7到15公斤之間)。減輕重量可以減少對歷史悠久的大寶塔的壓力。

隨著龍的三維模型準(zhǔn)備和縮放成各種尺寸(長度在1,150毫米到1,850毫米之間)，隨需應(yīng)變制造團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向其sPro 230 SLS打印機(jī)，打造耐用，輕便的打印件。每條龍都是用DuraForm PA打印的，這是一種耐用的聚酰胺12尼龍材料，其特性適合龍的外觀和功能。

“我們求助于3D Systems，以提供該項(xiàng)目所需的快速吞吐量，準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)和出色的整理，”歷史皇家宮殿項(xiàng)目總監(jiān)Craig Hatto表示。“3D Systems團(tuán)隊(duì)的工程技術(shù)，輕量化龍雕像的機(jī)會，以及SLS 3D打印的材料壽命是該項(xiàng)目的關(guān)鍵考慮因素。”

最后，72個3D打印的龍由一對3D Systems的工匠精確地完成，他們精心手繪每個細(xì)節(jié)。為了把努力的規(guī)模付諸實(shí)踐，據(jù)報(bào)道，每條龍花了大約一天半的時間來上色。

Nick Systems，按需制造總經(jīng)理，3D Systems(左)和HRP項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Craig Hatto(右)持有一條完成的3D打印龍。

HRP計(jì)劃在2013年對16世紀(jì)的大塔進(jìn)行翻新。第一步是進(jìn)行調(diào)查，顯示結(jié)構(gòu)的具體公差，并在全盛時期發(fā)掘建筑物的原始圖和早期圖紙。“我們必須弄清楚的主要挑戰(zhàn)，”HRP項(xiàng)目經(jīng)理Rob Umney解釋說，“就是如何制造龍。”

保護(hù)寶塔底部的八條最大的龍是由非洲紅雪松木雕師制作的。這些數(shù)字相結(jié)合，重約2,500千克，對舊結(jié)構(gòu)造成巨大壓力。因此，Umney補(bǔ)充道，“我們需要一種新技術(shù)才能讓它變得非常輕盈。”

80條龍(72個3D打印，8個手工雕刻)守衛(wèi)著Kew大塔的周邊。

3D Systems參與該項(xiàng)目始于2016年，當(dāng)時該公司正式贏得了使用3D打印制作龍的合同。

最早的3D形式的龍是一個粘土模型。這個模型及其隨后的木雕，由3D Systems使用FARO bluelight硬件進(jìn)行3D掃描，為3D打印創(chuàng)建數(shù)字框架。

3D打印龍的微型復(fù)制品，在PA12中選擇性激光燒結(jié)。

3D Systems最大的SLS 3D打印機(jī)Pro 230用于打印所有72條龍，其打印尺寸為550 x 550 x 750 mm(長x寬x高)。從不到1米到1.5米的長度測量，龍必須被分割成五個不同的部分用于打印 - 頭部，中心體，左翼，右翼和尾部。

根據(jù)估計(jì)，一條1.5米長的龍需要大約18個小時才能打印出來。總體而言，全部構(gòu)建(建模，打印，后期處理，繪畫，燙金)花了大約一年的時間。

每條龍都是空心的，由公司標(biāo)準(zhǔn)的DuraForm SLS材料制成，PA 12尼龍具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和抗拉強(qiáng)度。在到達(dá)寶塔之前，用這種材料打印的3D龍?jiān)谟�國的BAE系統(tǒng)公司進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)。通過該測試產(chǎn)生的完成設(shè)計(jì)意味著在強(qiáng)風(fēng)下龍將毫發(fā)無損。

從寶塔的8樓看龍的景色。

除了輕量化之外，3D打印還確保每條龍都能保留一些個性。總的來說，主龍?jiān)O(shè)計(jì)上有18個3D打印版本，圖中的左右鏡像保留了格魯吉亞的對稱性。

每條龍，以項(xiàng)目中涉及的工程師之一的名義進(jìn)行個性化。每件作品也都用序列號進(jìn)行3D打印，以幫助組裝。

由于客戶的機(jī)密性，制作龍的成本的確切細(xì)節(jié)仍然未公開，但3D Systems Europe的區(qū)域銷售經(jīng)理Simon Hammond表示是“六位數(shù)”。

“我們經(jīng)常看到3D打印技術(shù)應(yīng)用于新的創(chuàng)新，當(dāng)我們有機(jī)會創(chuàng)造歷史時，這是非常令人興奮的，”3D Systems的塑料和按需制造高級副總裁兼總經(jīng)理Phil Schultz評論道。“通過與歷史悠久的皇家宮殿的合作，我們能夠?qū)⑿录夹g(shù)帶入歷史性的里程碑 - 將其恢復(fù)到昔日的宏偉，并幫助確保未來幾代人都能目睹其風(fēng)采。”

“這證明了我們的隨需應(yīng)變制造團(tuán)隊(duì)的能力和專業(yè)知識，”他補(bǔ)充道。“我們的全套耐用材料，3D打印技術(shù)，逆向工程軟件 和實(shí)用專業(yè)知識使我們能夠創(chuàng)建定制解決方案，無論客戶的需求多么獨(dú)特。”據(jù)了解，聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)將于本周7月13日重新向公眾開放。

(責(zé)任編輯：admin)

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