摘要：由于现代科技的不断提高和日益完善，3D打印技术已经在人类生活中的许多方面都得到了广泛应用，其中数字化的3D打印机技术在文物领域中运用很广泛，这项技术主要是通过3D扫描仪和可视化软件来对文物加以保存。本文主要介绍数字化复合3D打印技术在文物领域的应用。并希望通过该技术，能够给广大相关工作人员带来一定的思考与借鉴。
学术会议在线关键词：数字化复合3D打印技术；文物复制与修复；文物保护
随着人类经济社会的发展和生活水平的提升，人民对精神文化生活的要求愈来愈高，博物院也必将成为人们了解中国历史文明的圣地，文物作为历史文明的代表作，是贯穿整个历史文明的重要载体，在文明发展中发挥着巨大的功能。随着科学技术的发展，文物已不再是可以隔着玻璃直接看到的物件，也不再是只能保存在库房里的物件，文物更具有史料价值、美学价值、科学研究意义等的价值特征，所以，对外沟通也就显得日益频繁，随着数字化科技的发展，也减少了人与物的隔阂，我们不但能够三百六十度欣赏文物，而且还可以直接用手指触碰感受器物花纹等，能够达到人们对文物的直接感知主要是因为数字化科技的发展，它对文物制作、保存、陈列、维修等方面提供了支持。易损、无法移动是文物在展出与流通所遇 到的最大困难，所以，破解这一问题的最有效办法就是把文物数字化，通过将文物数据加以保护，保留的数据就不至于因为时光的推移而消失，同时又可以为博物馆文物的保存与复制提出解决方案，因为文物对人们而言，并不仅是为了欣赏它漂亮的外表，最关键的问题是研究其所蕴涵的历史文化底蕴，而怎样重现文物的载体就成为了我们所应该探讨的课题，而当前，数字化的3D扫描技术、高精度摄像技术、数字化复合3D打印技术等的迅速发展，也为中国文物保护单位数字化的实现，奠定了扎实的技术物质基础。
一、数字化复合3D打印技术的应用
（一）3D打印的应用
就目前3D打印科技的发展趋势来说，3D打印技术主要用到生物医学、航空和军事、工业和文物保护等。在的方面由于中国病患数量庞大，对骨头、牙齿、假肢、血液、皮肤等方面需求量很大，所以3D打印机产生的各种骨头和器官可以很好地进行补充，使用3D打印技术比一般的技术更具有优越性，首先是材质来源比较广泛，比如：环氧树脂、聚乳酸、聚乙烯醇等。其次，材料的硬度也可以很好地符合人体的各种需要。在文物保护上，3D打印技术凭借其"个性化定制"和"采集数据信息无需实际接触文物"的技术优势，一直以
来可以被广泛应用于器物维修与制作等领域，是传播文物保护知识和最大程度减少维修和制作过程对器物二次伤害的最佳方法与方式之一。其实，3D技术也早已被广泛应用于文物保护领域了，比如：中国在小件器物、古代绘画、现代建筑设计等方面，都引入了最先进的将3D扫描和3D印刷技术相结合的应用方式[1]。
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（二）数字化复合3D打印获取文物数据的方法
目前，能够快速、精确地获取数据信息最常用的手段是通过激光数字化的3D扫描技术和高精度摄影。激光数字化复合3D扫描技术能够准确获取器物表面的点云信息和数字化的3D信息，但对于扫描环境比较复杂的板块，所得到的点云信息可能会存在误差，尤其表面彩较暗的器物，将直接降低扫描效率，所以，通常要按照器物的复杂程度、表面损坏情况、材料特性和表层彩的深度等方面提出扫描对策以取得良好的效果，而当前也可以利用结构光扫描方法破解这一难题，通过将结构光数字化的3D扫描所得到的信息或者通过重建模型，也可以为博物馆进行虚拟演示、设计。
（三）点云数据处理
数字化的3D重建过程分为获取数据、点云处理、信息配准、合并以及网格封装重建等几个主要阶段，由于受到了外部影响的干扰，所得到的信息中不但包括了扫描对象的内部信息，而且还包括了扫描对象以外的信息，所以，通过扫描获取的点云信息往往出现了重复、冗余、缺失以及干扰等现象，因此必须加以解决。为更精确构建文物模型，得到的信息经过整理后，获得的数字信息并重建了模型，重建后的模型可直接进行文物再现、陈列、复原，研究董酒[2]。
二、文物修复领域数字化复合3D打印技术的应用
（一）碎片拼接中的应用
视图与投影文物是难以再造的历史资产，如果损毁就很难还原本来的风貌。因为由于土壤腐蚀、土质压力、自然环境的腐蚀等自然原因及人为损伤等各种因素的共同影响，大批出土的器物都开始碎裂，因此怎样对它们进行拼接修复就成为了文物中的一项难题。而器物破碎的拼接其实就是组合问题，文物维修人员必须依靠实践不断做出努力，如果无法及时到拼接流程的一个中间环节的拼接问题，则会导致维修错误。尤其是采用锡焊、胶料等工艺进行破碎拼装的，错误拼装结果可能会对器物本身产生破坏。目前，器物修复过程的破碎拼装主
要还是采用手工镶嵌方式，随着器物残片量大、残片间的镶嵌位置难以确定，而且部分文物残片的尺寸大、数量大，拼接尝试过程中无法移动，对文物的复原造成了障碍。使用数字化综合3D打印技术实现的文物拼接，可以有效解决这些问题。首先可以通过VIUscan数字化综合3D激光扫描仪得到文物碎片的3D数字模型，然后使用以聚乳酸为打印材质的MakeRbot R2打印装置制作各破碎的实物模拟。在修复过程中，由文物工作人员根据从3D打印机中获取得实物对破碎模型进行了拼装，以确认破碎之间的拼接关系，验证了复原结果的准确性。之后，再根据已确定的拼接关系指导进行实际文物的拼接修复，因为打印目的是用来确认碎片的拼接关系，因此可以在打印软件中设定比例参数，实现了打印机生产的实体模型尺寸的等比缩小，从而减少了打印机消耗品的使用量、节省了印刷时间。使用该方法一方面能减少器物碎片拼装过程中因为不断进行拼装尝试对器物本体产生的二次损伤，另一方面可以减少器物拼装过程中的工作强度，增加器物拼装修复的准确性。
不死咒怨（二）残缺文物修复中的应用
残缺文物的恢复是文物工作的一个重大课题。文物保护人员通常需要根据器物本身特点(如对称性、邻接区域的几何形状)和经验在头脑内形成缺失部位的几何形态，进而再经过雕刻
、抛光、黏结等过程，进行器物的补配复原。由于修复过程中主观因素性强、维修技术难度大、恢复周期长，因此对文物维修人员的技能要求较高。此外，因为补块和器物边缘的重合程度还不够，在修复过程中还要求文物保护单位工作人员对补块不断地加以雕琢和抛光。而数字化复合3D打印技术则具备了印刷精确、速度快的优点，可以在一定程度上克服传统手工补配方式的缺陷，残缺文物修复的关键是如何准确计算待修复区域的数字化复合3D几何模型[3]。
三、结语
文物数字化技术，通过先进的数据处理系统和扫描方法设备精度的进一步提升，有效推动了中国古代历史与传统文明发展过程得以延续和深入化，使中国古代非物质文化遗产得以更有效地展现与保存。随着计算机技术的广泛应用，人类对信息化科技的迅速发展有了更加深刻的理解，在日常生活和工作环境中对数字化技术的应用也将更加便捷，这也就推动了文物虚拟展览与学术交流活动的开展，从而能够迅速实现博物馆内部资源共享，数字化科技将成为文物的有效保存与复制的重要途径与辅助工具，与3D打印机技术的有效整合，与传统工艺技术共同建立起了一种全新的数字化模式，利用3D打印机技术不受文物造型复
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杂程度的影响，把物件以复杂的造型直接打印出来，这种技术对造型特殊、结构复杂的文物研究与复制品，具有巨大的经济社会效益价值。
参考文献：
[1] 李晓峰. CAD和3D打印技术在文物考古中的应用研究[J]. 中国民族博览，2016(5):216-217.
[2] 李晓峰. CAD和3D打印技术在文物考古中的应用研究[J]. 中国民族博览，2016(10):216-217.
[3] 范小宁，文红艳，范晓明. 3D技术在艺术铸造领域中的应用及进展[J]. 特种铸造及有合金，2021，41(10):1315-1317.
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