[发明专利]使用天然安全材料的文物外形3D打印修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及文化产业中的文物修复技术及其应用领域，具体地说是一种使用天然安全材料的文物外形3D打印修复方法。

背景技术

传统的文物外形修复工艺分为博物馆修复与民间修复。博物馆修复是以石膏为主，各种化学胶水为辅，对文物及修复工作者有一定的危害；民间修复主要分为：金缮和锔瓷两种，修复过程繁琐复杂，价格昂贵。

CN201510682347.3中国专利涉及一种断裂缺损青铜器文物的修复方法，包括：1、修复前处理；2、建立修复模型；3、制作封装模具；4、配置焊粉；5、模具装配；6、装粉；7、修复；8、后处理。该专利公开了利用3D模型修复文物的基本步骤，并通过自蔓延焊粉的放热反应获得与青铜器文物基体成分一致的高温金属液，适合各种形态断裂缺损青铜器文物的修复，通用性好，且修复速度快、效率高，可以实现现场操作。

CN201410683293.8中国专利公开了一种观音手状文物骨架线提取方法，包括：采用三维激光扫描文物，获取该文物的点云数据；利用获取的所述观音手状文物的点云数据经三维重建得到该观音手状文物的三角网格模型；采用骨架线提取算法处理从所述三角网格模型上提取出所述文物的三维空间骨架线。该方法能以较简单方式准确提取文物的骨架线，使其满足于观音手状文物修复工程。

CN201410006146.7中国专利涉及交互式破碎文物虚拟修复方法，包括：文物碎片数据采集与分类；基于Wiimote的三维模型交互；文物碎片的互补拼接虚拟修复；基于模板匹配的文物虚拟修复；基于三维打印的文物实体修复。该发明实现了文物模型的交互控制，解决了不符合互补匹配关系但又存在语义相关性和符合互补关系但边缘又不严格匹配两种情况的文物碎片虚拟修复问题

而本发明的一种特殊的CE认证的绿色无毒无色透明牙科专用修复材料，并利用现代科学3D打印技术，修复过程大简，省时又省力，并且可以用于多种材料的文物修复上。

因此，有必要开发出一种兼具功能与艺术美感的新型瓷器修复技术，主要材料由欧洲CE认证，无色透明，拓展性强，新型科技3D打印技术运用到传统文物修复，会大大提高工作效率，且修复成品更加完美，使文物的外形复原的方法，一定会给现代文物修复技艺注入一股坚实的力量，体现了古代艺术与现代科技的完美结合。

发明内容

本发明为解决现有弥补现有文物修复技术所存在的缺陷，旨在提供一种制作配方合理、拓展性强的使用天然安全材料的文物外形3D打印修复方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于文物外形修复的材料，包括：15%-50%质量分数的树脂基质，35%~85%质量分数且20%~70%体积分数的无机填料，5-10%质量分数的阻聚剂，余量为稀释剂。

其中，还使用可见光固化引发体系，在聚合的最初10分钟内固化程度占总固化程度的70%，在停止光照后仍可持续固化达24小时，并发生进一步的固化；光固化复合树脂的固化程度在60%以上。

本发明提供一种运用上述材料的文物外形修复方法，包括：

三维扫描：采用结构光扫描仪将图像投影至需要修复的文物上，判断其表面形状，从而获得高精度STL模型；

模型处理：文物残片扫描后，导入数字模型软件，进行文物的模型修正、文物复原建模、打印模型输出；

模型3D打印：残片部分模型经过位置调整和分层处理后即可打印；

残片与模型粘接：为打印出的文物模型进行表面处理，与残片进行拼装测试，并用天然膘胶进行粘接固定。

其中，所述三维结构光扫描步骤如下：

扫描：对物体表面的一次测量，从物体可见表面上获取的密集的三维点的坐标；

拼接：将不同角度获取的点云数据综合到一个统一的坐标系下；

融合：将分散的多片点云组合成一片，一般在拼接结束后进行该操作；

简化：对模型数据按一定的规则进行抽稀，减少数据量；

纹理映射：将图像纹理与几何模型进行配准，即将影像（纹理）贴在几何模型表面；

构网建模：建立点云中点与点之间的连接关系，构成连接网；

标定：计算设备参数的过程；

法向：也称为法线方向，是表面（曲面或平面）上某点处，垂直该表面的方向，其中垂直表面的矢量称为法线，法向也就是法线的方向，通常法线方向朝向物体外侧。