[发明专利]基于3D技术的历史建筑雕饰修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物保护修复技术，具体涉及历史建筑雕饰的修复方法。 

背景技术

历史建筑中的雕饰包括砖雕、木雕、石雕、花饰、灰塑等，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，雕饰往往残缺不全。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，许多雕塑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技术的历史建筑雕饰修复方法，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技术的历史建筑雕饰修复方法，其特征在于， 

步骤一：获取待修复雕饰的三维数据； 

步骤二：根据获得的三维数据，建立待修复雕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，制得雕饰模型； 

步骤五：按照雕饰模型，对待修复雕饰进行修复。 

本发明提供了一种新的历史建筑雕饰修复方法，通过3D技术的运用，使历史建筑雕饰的修复更科学、严密和准确。同时，可通过对待修复雕饰的三维数据的保存，真实记录雕饰修复前的状态，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雕饰进行保护，在步骤五后，可以增加一步，即步骤六：在修复的雕饰表面进行防护处理。所述雕饰如果为砖雕、石雕、花饰或灰塑，修复的雕饰表面喷涂有机硅。所述雕饰如果为木雕，修复的雕饰表面漆涂无色透明的哑光清或桐油。 

步骤一中，可以通过三维激光扫描的方式获取待修复雕饰的三维数据。三维数据可以包括雕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，可以将待修复雕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。对于大件雕饰，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，修复材料采用与原雕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雕饰造成破坏，可将待修复雕饰的三维计算机模型或雕饰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雕饰破坏。 

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，制得雕饰模型，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雕饰上，根据雕饰模型对修复模型进行表面处理，完成对待修复雕饰的修复。 

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。 

雕饰模型、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，所述磷酸镁水泥中含有磷酸二氢钾和氧化镁硼砂； 

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。