[發明專利]基于3D技術的歷史建筑花飾修復方法

有效

• 申請號: 201310060513.7
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103147590A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 郭偉民;李獻忠;侯實;曹勇;劉超;徐晴
• 申請（專利權）人: 上海建為建筑修繕工程有限公司
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本發明涉及建筑物保護修復技術，具體涉及歷史建筑花飾的修復方法。

背景技術

歷史建筑中的花飾包括古建筑中屋脊的裝飾，近現代建筑中柱頭裝飾，窗楣裝飾等，材料包括泥塑、灰塑、石膏、水泥等，這些花飾內容豐富、手法多樣、工藝精湛，是中國歷史建筑的典型特征和重要價值構成。但經過長時間的自然風化及人為破壞，花飾往往殘缺不全。而現有的修復技術往往是二維的、平面式的，修復工藝則是粗放式的，最終效果全憑工人的手藝，并不能保證所有修復均是科學、嚴密和準確的，許多花飾的修復過程其實是一種人為破壞過程。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于3D技術的歷史建筑花飾修復方法，以解決上述問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

基于3D技術的歷史建筑花飾修復方法，其特征在于，

步驟一：獲取待修復花飾的三維數據；

步驟二：根據獲得的三維數據，建立待修復花飾的三維計算機模型；

步驟三：對三維計算機模型進行計算機模擬修復；

步驟四：將修復后的三維計算機模型進行3D打印，制得花飾模型；

步驟五：按照花飾模型，對待修復花飾進行修復。

本發明提供了一種新的歷史建筑花飾修復方法，通過3D技術的運用，使歷史建筑花飾的修復更科學、嚴密和準確。同時，可通過對待修復花飾的三維數據的保存，真實記錄花飾修復前的狀態，避免修復過程因工作失誤或操作不當造成的難以挽救的破壞。

為了進一步對歷史建筑花飾進行保護，在步驟五后，可以增加一步，即步驟六：在修復的花飾表面進行防護處理。所述花飾表面噴涂有機硅，進行防護。

步驟一中，可以通過三維激光掃描的方式獲取待修復花飾的三維數據。三維數據可以包括花飾的空間形態及細節數據。可以采用三維激光掃描儀進行三維激光掃描。三維激光掃描儀可以是基于脈沖的脈沖式三維激光掃描儀，也可以是基于相位差的三維激光掃描儀，還可以是基于三角測距原理的三維激光掃描儀。三維激光掃描儀主要包括3D掃描系統和雙攝像頭傳感器。

步驟二中，可以將待修復花飾的三維計算機模型保存在計算機中，以此作為后續修復的依據，并作為準確的現狀資料進行保存。

步驟四中，優選按照模型尺寸：實物尺寸=1:1的比例進行3D打印。對于大件花飾，可采用縮小比例打印的方式。將打印模型作為工匠現場施工的依據。步驟五中，修復材料采用與原花飾的材料相同的材料。在色彩上允許接近而略有差別，以達到“遠觀一致，近觀協調”的要求。現場修復的過程如對原有花飾造成破壞，可將三維激光掃描模型或打印模型作為重新修復的準確依據，用于補救因為工作失誤或操作不當造成的花飾破壞。

也可以，步驟四中，按照模型尺寸：實物尺寸=1:1的比例進行3D打印，制得花飾模型，可以將修復部分按照模型尺寸：實物尺寸小于或等于98:100的比例進行3D打印，制得修復部分的修復模型；步驟五中，將修復模型粘貼在待修復的花飾上，根據花飾模型對修復模型進行表面處理，完成對待修復花飾的修復。

為了使修復更加準確，可以采用逐層修復的方式，通過重復步驟一到步驟五，進行逐層修復。采用該種方法后，通過比對相鄰兩次模擬修復后的三維計算機模型，可以獲得該層修復的準確度。

修復部分的實物小于實際損壞部分，其間會存在空隙，空隙由粘合劑、修飾材料或者其他輔助材料填充。

花飾模型、修復部分的修復模型，均可以采用復合層結構，所述復合層結構包括模型內層、模型外層。這樣，所述內外層分開，就可以降低對內層材質的要求，模型內層就可以使用成本更低的廉價材料。從而可以降低維修成本。

可以使用3D打印系統打印模型內層。3D打印系統設有至少兩個材料容器和對應的兩個噴涂裝置，至少一個所述材料容器中容納有磷酸鎂水泥作為物料容器，所述磷酸鎂水泥中還含有磷酸二氫鉀、氧化鎂；

所連接的噴涂裝置作為物料噴涂裝置；至少一個所述材料容器中容納有水，作為水容器，所連接的噴涂裝置作為水噴涂裝置；

首先向打印平臺上噴涂一層物料容器中的磷酸鎂水泥，形成一物料層，然后按照需要打印物體的截面結構噴涂水，磷酸鎂水泥遇水后硬化，等硬化后，將沒有與水反應的磷酸鎂水泥粉末除去，即可得到所需要的模型。