Vergangenheit wiederbeleben: Wie 3D-Druck historische Artefakte rekonstruiert

Während 3D-Druck weitgehend mit Fertigung und Prototyping assoziiert wird, hat er auch Aufmerksamkeit für seine Fähigkeit gewonnen, Objekte zu rekonstruieren, zu renovieren und zu reparieren. Dies macht ihn zu einer recht nützlichen Ressource für Museen, Kuratoren und Historiker, die Objekte, Artefakte und sogar Fossilien mithilfe von Druck, Scannen und digitalen Modellen rekonstruieren möchten.

Hier sind einige Wege, wie additive Fertigungstechnologien alten Artefakten neues Leben einhauchen:

Wahrzeichen-Restaurierung

Bildquelle: 3D Systems

Wie den meisten Kennern bekannt ist, sind 3D-Drucker zu einem wichtigen Asset in der Produktion von Figuren und Statuetten geworden. Durch Erweiterung wurde diese gleiche Fähigkeit zum Scannen und Erstellen von Formen ein Segen für die Kunst- und Skulptur-Restaurierung. Ein großartiges Beispiel stammt vom Großen Pagodenbau in den Kew Gardens.

Letztes Jahr übernahmen Restauratoren in Zusammenarbeit mit Historic Royal Palaces (HRP) die monumentale Aufgabe, den Ruhm der 72 Drachenskulpturen am Großen Pagodenbau wiederherzustellen. Diese aufwendigen Statuen erhielten ein Makeover mittels 3D Systems' Selektives Lasersintern (SLS) Technologie. Die Drachen fehlten lange Zeit aufgrund von Holzfäule, die mit modernster Technologie bekämpft werden musste.

Das On-Demand-Fertigungsteam von 3D Systems konnte Geomagic-Software, ihre eigene Selektives-Lasersintern-Technologie (SLS) nutzen, um leichte, langlebige Repliken der Originaldrachen aus DuraForm PA zu erstellen. Obwohl diese Versionen aus unterschiedlichen Materialien bestanden, konnten die Restauratoren ein Aussehen und Gefühl erzeugen, das den Originaldrachen vergleichbar war. Diese neuen Versionen würden nicht wie ihre Vorgänger verrotten und waren bei Bedarf leicht reproduzierbar.

Doch Skulptur-Restaurierung kann noch weiter gehen …

Schadensrekonstruktion

Bildquelle: Chris Warde-Jones / The Telegraph

Selbst in so trostlosen und von Trauer geprägten Orten wie Syrien bemühen sich Archäologen und Historiker, die menschliche Kultur zu bewahren. Nach schweren Angriffen auf Palmyra hatten einige Wahrzeichen und entscheidende Geschichtsstücke Schaden genommen. Viele Artefakte wurden aus Palmyras Museen gerettet, nachdem der Ort von russischen und syrischen Kräften zurückerobert wurde. Die beschädigten Werke und Skulpturen wurden nach Beirut und dann nach Rom gebracht, wo ein engagiertes Expertenteam des Instituts für Konservierung und Restaurierung (ICR) begann, sie zu ihrem früheren Glanz zurückzuführen.

Neben anderen Restaurierungsprojekten nutzten Techniker Laserscanner, um tiefgreifende Strukturdaten zu erfassen und die fehlenden Aspekte von Statuen zu 3D-drucken. Eine Statue war besonders stark beschädigt und hatte etwa die Hälfte ihres Gesichts verloren. Techniker erstellten einen „prothetischen“ Ersatz für die fehlenden Teile. Das Prothesenteil wurde mit sechs kleinen Magneten am Rest der Büste befestigt, was es leicht entfernbar macht, falls die fehlenden Stücke je wiedergefunden werden.

Ein ähnliches Projekt war im Opificio delle Pietre Dure in Florenz, Italien, erforderlich. Als eines der renommiertesten öffentlichen Institute auf diesem Gebiet beherbergt es sehr alte Kunstwerke. Diese Werke benötigen oft umfangreichere Pflege, weshalb Restauratoren wie Mattia Mercante fortschrittliche Technologien wie 3D-Druck und 3D-Scan einsetzen, um diese Kunstwerke und anderen Kulturgüter wieder auf die Beine zu stellen.

Durch den Einsatz von 3D-Modellierung und digitalem Skulpturieren wird die treueste Rekonfiguration angestrebt. „Digitales Scannen und Modellieren garantieren größere Achtung vor dem ursprünglichen künstlerischen Stil“, sagte Mercante. „Restauratoren sind Kunsttechniker, keine Maler oder Bildhauer – die interpretativen und kreativen Aspekte sollten unsere Arbeit nicht beeinflussen.“

Historische Architektur & Design

Die Nachbildung von Gebäuden und Modellen war schon immer ein großer Anziehungspunkt des 3D-Drucks, daher ist es kein Wunder, dass Museen beginnen, dieses Potenzial für großformatige Ausstellungen zu nutzen. Mit Hilfe von 3D-Druck rekonstruierte das Cincinnati Museum Center ein S-Maßstabsmodell der Innenstadt der Stadt, wie sie in den 1940er Jahren stand – komplett mit Carew Tower, Rathaus, Plum Street Temple, Roebling Bridge und Straßenbahnen, die durch die Straßen ratterten.

Die realistische Nachbildung zeigt vertraute Sehenswürdigkeiten, Geräusche und sogar Gerüche und vermittelt eine ältere Vision der Stadtgeschichte und -kultur. Die beeindruckende Rekonstruktion nutzte einen Mix aus vielen Fertigungstechnologien, um eine 4.000 Quadratfuß große Ausstellung zu schaffen. Die Gesamtausstellung umfasst mehr als 1.200 Gebäude, 18 fahrende Lokomotiven, vier funktionsfähige Seilbahnen, über 500 Fahrzeuge und 2.000 Figuren.

Die Ausstellung ist noch nicht abgeschlossen und wächst weiter in Größe und Umfang. Sie bietet tiefe Einblicke in die Architektur und Geschichte der Vergangenheit und schafft ein immersives, physisches Erlebnis für Museumsbesucher.

Fossilien nachbilden

Bildquelle: Dušan Hein, TASR (Slowakisches Aufstandsmuseum)

Museen weltweit investieren stark in Digitalisierung und 3D-Modelle, da diese es ermöglichen, Fossilien durch gedruckte Komponenten zu vervollständigen und wieder anzufügen. Fossilien allein zu finden ist schwer genug, aber eines in passabler Form zu finden, ist nahezu unmöglich. In solchen Fällen hilft ein wenig Einfallsreichtum, Museumsbesuchern das vollständige Bild zu vermitteln.

Das Slowakische Aufstandsmuseum (SNP) und das Smithsonian haben solche Projekte mit großem Erfolg eingesetzt. Dinosaurierfossilien sind ein entscheidender Teil jedes Museums, aber diese Knochen können schwer beschädigt sein oder entscheidende Gelenke aufweisen, die dringend Unterstützung benötigen. Hier kommen 3D-Drucker ins Spiel und geben Pädagogen und Paläontologen die Werkzeuge, um diese Ausstellungen zu verbessern.

Doch Dinosaurierknochen sind nicht die einzige Art, wie Geschichte wiederbelebt wird. Wissenschaftler nutzten 3D-Scans, um den gesamten Stimmtrakt einer Mumie zu kartieren und solche Modelle zu nutzen, um die Stimmorgane per 3D-Druck nachzubilden. Dieser künstliche Kehlkopf kann Luft durch die synthetischen Stimmbänder leiten und einen einzelnen Vokallaut in der Stimme des toten Ägypters erzeugen, laut in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlichten Ergebnissen.

Die Stimmorgane gehörten einst einem Priester, der in Theben während der turbulenten Herrschaft von Ramses XI. lebte. Der mumifizierte Leichnam wurde vor etwa 200 Jahren geborgen und an ein Museum im Vereinigten Königreich verkauft, wo er ausgewickelt und als Leeds-Mumie bezeichnet wurde. Nun nutzen Forscher ihn als Basis für diese experimentelle Forschung. Obwohl der Trakt nur einzelne Vokallaute von sich geben kann, ist es eine erstaunliche Leistung.

Auf diese Weise ermöglichen sie uns, die Geschichtsforschung zu beleben und uns mit futuristischen Technologien ein besseres Verständnis der Vergangenheit zu verschaffen.