[发明专利]基于3D技术的历史建筑花饰修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物保护修复技术，具体涉及历史建筑花饰的修复方法。

背景技术

历史建筑中的花饰包括古建筑中屋脊的装饰，近现代建筑中柱头装饰，窗楣装饰等，材料包括泥塑、灰塑、石膏、水泥等，这些花饰内容丰富、手法多样、工艺精湛，是中国历史建筑的典型特征和重要价值构成。但经过长时间的自然风化及人为破坏，花饰往往残缺不全。而现有的修复技术往往是二维的、平面式的，修复工艺则是粗放式的，最终效果全凭工人的手艺，并不能保证所有修复均是科学、严密和准确的，许多花饰的修复过程其实是一种人为破坏过程。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于3D技术的历史建筑花饰修复方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

基于3D技术的历史建筑花饰修复方法，其特征在于，

步骤一：获取待修复花饰的三维数据；

步骤二：根据获得的三维数据，建立待修复花饰的三维计算机模型；

步骤三：对三维计算机模型进行计算机模拟修复；

步骤四：将修复后的三维计算机模型进行3D打印，制得花饰模型；

步骤五：按照花饰模型，对待修复花饰进行修复。

本发明提供了一种新的历史建筑花饰修复方法，通过3D技术的运用，使历史建筑花饰的修复更科学、严密和准确。同时，可通过对待修复花饰的三维数据的保存，真实记录花饰修复前的状态，避免修复过程因工作失误或操作不当造成的难以挽救的破坏。

为了进一步对历史建筑花饰进行保护，在步骤五后，可以增加一步，即步骤六：在修复的花饰表面进行防护处理。所述花饰表面喷涂有机硅，进行防护。

步骤一中，可以通过三维激光扫描的方式获取待修复花饰的三维数据。三维数据可以包括花饰的空间形态及细节数据。可以采用三维激光扫描仪进行三维激光扫描。三维激光扫描仪可以是基于脉冲的脉冲式三维激光扫描仪，也可以是基于相位差的三维激光扫描仪，还可以是基于三角测距原理的三维激光扫描仪。三维激光扫描仪主要包括3D扫描系统和双摄像头传感器。

步骤二中，可以将待修复花饰的三维计算机模型保存在计算机中，以此作为后续修复的依据，并作为准确的现状资料进行保存。

步骤四中，优选按照模型尺寸：实物尺寸=1:1的比例进行3D打印。对于大件花饰，可采用缩小比例打印的方式。将打印模型作为工匠现场施工的依据。步骤五中，修复材料采用与原花饰的材料相同的材料。在色彩上允许接近而略有差别，以达到“远观一致，近观协调”的要求。现场修复的过程如对原有花饰造成破坏，可将三维激光扫描模型或打印模型作为重新修复的准确依据，用于补救因为工作失误或操作不当造成的花饰破坏。

也可以，步骤四中，按照模型尺寸：实物尺寸=1:1的比例进行3D打印，制得花饰模型，可以将修复部分按照模型尺寸：实物尺寸小于或等于98:100的比例进行3D打印，制得修复部分的修复模型；步骤五中，将修复模型粘贴在待修复的花饰上，根据花饰模型对修复模型进行表面处理，完成对待修复花饰的修复。

为了使修复更加准确，可以采用逐层修复的方式，通过重复步骤一到步骤五，进行逐层修复。采用该种方法后，通过比对相邻两次模拟修复后的三维计算机模型，可以获得该层修复的准确度。

修复部分的实物小于实际损坏部分，其间会存在空隙，空隙由粘合剂、修饰材料或者其他辅助材料填充。

花饰模型、修复部分的修复模型，均可以采用复合层结构，所述复合层结构包括模型内层、模型外层。这样，所述内外层分开，就可以降低对内层材质的要求，模型内层就可以使用成本更低的廉价材料。从而可以降低维修成本。

可以使用3D打印系统打印模型内层。3D打印系统设有至少两个材料容器和对应的两个喷涂装置，至少一个所述材料容器中容纳有磷酸镁水泥作为物料容器，所述磷酸镁水泥中还含有磷酸二氢钾、氧化镁；

所连接的喷涂装置作为物料喷涂装置；至少一个所述材料容器中容纳有水，作为水容器，所连接的喷涂装置作为水喷涂装置；

首先向打印平台上喷涂一层物料容器中的磷酸镁水泥，形成一物料层，然后按照需要打印物体的截面结构喷涂水，磷酸镁水泥遇水后硬化，等硬化后，将没有与水反应的磷酸镁水泥粉末除去，即可得到所需要的模型。