チャールズ皇太子が3Dプリントで修復されたパゴダを訪問、3D Systemsが文化遺産の復活を支援

ガーデニング好きとして知られるチャールズ皇太子は、最近ロンドンのキューガーデンを訪れ、3D プリントとスキャンのプロセスを使用して修復された仏塔を見学しました。同時に、チャールズ皇太子は HRP から 3D Systems によってプリントされたドラゴンの彫刻のレプリカも受け取りました。3D Systems の ODM サービスセンターの専門家は、スキャンから CAD へのワークフローと SLS 3D プリント技術を使用して、ユネスコ世界遺産の修復を支援しました。
[チャールズ皇太子がパゴダと一緒に写真を撮る]チャレンジ:
200年間行方不明だったユネスコ文化遺産の龍の彫刻一式を修復

解決：
3D Systems の ODM サービスセンターは、スキャンからワークフローまでの Geomagic ソフトウェア、SLS 選択的レーザー焼結技術、高品質の後処理を通じて、軽量で耐久性のあるドラゴンの彫刻 72 体を納品しました。

結果：
軽量設計と構造により、過負荷と構造の老朽化が軽減されます。デジタルワークフローとSLS 3D印刷技術により、ドラゴン彫刻の型を作るコストと遅延がなくなります。ドラゴン彫刻の内部設計により、設置が簡単になり、明らかな施工痕跡がありません。完成品は、顧客の美的ニーズと建物の構造技術要件を完全に満たします。

[チャールズ皇太子が3Dプリンターで修復された仏塔を訪問] 周知のとおり、文化遺産の修復は非常に使命志向のものです。歴史的建造物の維持・修復や復興に取り組むとともに、文化遺産も可能な限り元の状態に復元する必要があります。

英国の歴史的王宮（HRP）は、ロンドンのキュー王立植物園にある大仏塔の修復計画において多くの課題に直面している。元の建物のいくつかの主要な設計要素は歴史の中で失われており、迅速な修復にはコスト、ロジスティックス、設計上の課題がありました。

最終的に、3D Systems ODM の専門家の専門的な技術と豊富な経験により、問題を解決することができました。

3D Systems の ODM オンデマンド製造チームは、スキャンから CAD へのワークフローと SLS 印刷技術を組み合わせて、HRP の修復に耐久性と再現性のある仕上がりを実現しました。これは複雑なプロセスであり、ODM チームはフロントエンドのエンジニアリングとバックエンドの仕上げ作業に多くの時間を費やし、HRP に高品質のフルサービスの設計と製造の専門知識を提供します。

塔の過去と現在<br /> 英国国王ジョージ3世についてはさまざまな意見があるが、彼の59年間の治世が与えた影響は否定できない。彼に関する映画や研究は数多くあり、彼の遺産は彼が統治した土地全体に広がっています。特にキューガーデンでは。

ユネスコ世界遺産に登録されている植物園には、華麗な建築と中国の芸術的センスを備えた高さ 163 フィートの建物であるパゴダもあります。

ジョージ3世の指導者であり王室建築家でもあったチェンバースの最も重要な設計の一つがキュー・パゴダです。この塔は 1761 年から 1762 年にかけて建てられました。レンガと木で造られた、高さ 50 メートルの八角形の 10 階建ての建物です。

塔が建てられた後、その異国情緒あふれる外観と魅力的な細部により、多くの観光客が訪れました。塔の各階に対応する8つの角にはそれぞれ龍の彫刻が施されており、合計80の龍の彫刻が多くの人の目を引きます。

[チェンバースの手描きデザインの龍形の棟飾り]
1780年代に塔の修理が必要になったため龍の彫刻が取り除かれたという噂があったが、修復されることはなかった。龍の彫刻は王家の借金を返済するために使われたという主張もあるが、専門家は木製の龍が長年の間に単に風化して消えてしまったのではないかと推測している。

この塔は自然保護論者の間で頻繁に議論される話題であり、200年以上を経て、龍の彫刻の修復作業のおかげでようやく栄光を取り戻した。 HRP と王立植物園による修復プロジェクトの一環として、龍の彫刻は時の試練に耐えられるよう現代の技術を用いて特別に補強されました。

龍の彫刻を丁寧に設計しました<br /> HRP が龍の修復方法を模索し始めたとき、いくつかの課題に直面しました。木製の龍は以前の龍と同じ寿命の問題を抱えており、塔は 2,000 年間龍の重量に耐えられなかったのです。

HRPのプロジェクトディレクター、クレイグ・ハート氏は「このプロジェクトの最大の課題は、多数の龍の彫刻による仏塔へのダメージを最小限に抑えることだった」と語った。老朽化した仏塔の構造が80体の龍の突然の重量に耐えられないかもしれないと懸念したHRPは、事故が起きないように、より軽い龍の彫刻を要求したいと考えた。また、従来の材料やプロセスに関連する、同様に有効な時間とコストの問題も考慮する必要があります。「

HRP は、プロジェクトにおける品質、重量、時間、コストの問題に対処する修復ソリューションを探していました。 HRP はフルサービスのプロバイダーを必要としており、3D Systems はこのプロジェクトに必要な専門知識、テクノロジー、品質、拡張性を提供しました。

龍の彫刻の形をデザインする<br /> 龍の彫刻は、2組の専門デザイナーによって、唯一残された歴史的資料をもとに、かつての栄光に復元され、その姿を再現しました。デザインが完成すると、ドラゴンのプロトタイプが木から彫られ、その後、3D Systems の 2 番目の設計およびエンジニアリングチームによるデジタル製造プロセスが続きました。さらに7体の木製の龍が塔の1階を飾っており、残りの72体はSLS技術を使用して印刷されました。

彫刻された木製のドラゴンは、リバースエンジニアリングワークフローの一環として 3D スキャンされました。
3D Systems の設計専門家は、リバースエンジニアリングワークフローと FARO のスキャンアームを使用して木製のドラゴンをスキャンし、スキャンデータを Geomagic Design X ソフトウェアにインポートして中空構造を統合し、層の厚さを制御しました。このプロセスにより、3D Systems は HRP が懸念していたドラゴンの重量に対処すると同時に、プロセス中の外観の詳細と構造の完全性を維持することができました。

職人が手彫りした彫刻の形状は非常に複雑で、中空構造も極めて複雑であるため、従来の製造方法では実現が難しく、積層造形技術を使用する必要があります。 3D Systems は、デジタルワークフローを使用して、2 階から 10 階までの塔のさまざまなサイズ要件を満たすように龍の彫刻モデルをシームレスにスケーリングすることができました。大きさが異なり、左右対称の龍の彫刻9組を含む計18のデザインが用意された。

3D Systems のエンジニアは、魅力的な詳細を CAD ファイルに直接追加し、ドラゴンの彫刻のデザインにさまざまな機能を組み込みました。これらのデザインはドラゴンの彫刻の構造設計の一部であり、プロジェクトの別のエンジニアリングチームである Hockley & Dawson と緊密に連携して 3D Systems ODM チームによって完成されました。強化された設置の機械的要件により、18 体の龍の彫刻それぞれに異なる個別のデザインが必要でした。

3D Systems ODM UKのゼネラルマネージャー、ニック・ルイスが3Dプリントされたドラゴンの彫刻を手に持っている。
「最終的な成果は、オリジナルのドラゴンの完璧なレプリカですが、見る人の目には見えない部分を強化しました」と、3D Systems ODM UK のゼネラルマネージャー、ニック・ルイス氏は語ります。「内部の部品はしっかりとフィットするように設計しましたが、ナットやボルト、建設の跡が見えないような完全に隠れた設計にしました。」

積層造形のユニークな利点

[SLS 3D プリントは、HRP の品質、重量、時間、コストに関する懸念を解決します]
3D Systems ODM チームは、積層造形による設計上の利点を最大限に活用し、ドラゴンの背骨の形状に正確に沿うように設計された一連のネジ、ねじ山、カバーを組み込みました。「最終的に完成した構造物は、積層造形特有の利点を利用して作られました。これは私たちにとっては一般的な手法ですが、初めて見るお客様にとっては、この方法は本当に驚くべきものです。これらの特別な要素が組み合わさって、龍の彫刻がこの世に再現されたことは驚くべきことです。私たちにとっては、これはリソースを組み合わせて問題をより効率的に解決する方法であり、これも積層造形技術の大きな利点です。」

3D スキャンと設計の後、初期のプロトタイプが印刷され、分析とテストが行われ、最終設計が現代建築の厳しい要件を満たしているかどうかが確認されました。

プロセス全体を通じて、3D Systems はクライアントの美的ニーズを満たしながら、ビルダーのすべての技術的要件を満たすよう努めました。 3D Systems のエンジニアは、SLS モデルを最適に印刷する方法や、設置に必要なさまざまなクロージャやキャップを配置して隠す方法を決定する際に、これらの要件を考慮します。

歴史的建造物の修復のための 3D プリント[龍の彫刻の最終的なサイズは 1.2 ～ 2 メートル]
英国とオランダの 3D Systems の ODM チームは、選択的レーザー焼結 (SLS) 技術を使用してこれらのドラゴンの彫刻を印刷しました。龍の彫刻は非常に大きく、最終的なサイズは 1.2 メートルから 2 メートルに及びます。この印刷タスクには、3D Systems の sPro 230 デバイスが使用されました。最大建築サイズは 550 mm x 550 mm x 750 mm です。建築サイズが大きいため、ドラゴンの彫刻の組み立て部品が少なくなります。

[3Dプリントされたドラゴンは、ハイウィコムにある3D Systemsの後処理部門によって後処理され、手描きされました]
[新しいドラゴンの彫刻は、3D Systems High Wycombe ポストプロセス部門によって手描きされました]
ドラゴンの彫刻は、オリジナルのドラゴンの彫刻に似た外観と感触を生み出す耐久性のあるナイロン 12 素材である DuraForm PA を使用して印刷されました。 DuraForm PA の解像度と機械的特性により、薄肉部品や高速クランプが必要な部品に最適です。この場合、これらの特性は、設備の機能要件と歴史的遺物の外観の両方に一致しました。印刷後、ドラゴンの彫刻は 3D Systems のハイウィコム後処理部門によって後処理され、手作業で塗装されました。また、すべてのドラゴンの彫刻のスタイルが一貫していることを確認するために、彫刻された木製のドラゴンに塗装も施されました。

ルイス氏は次のように語っています。「3D Systems は、このプロジェクトに選ばれ、文化的、歴史的なランドマークを修復する機会を得られたことを光栄に思います。当社は 3D プリントに関する豊富な経験と知識を有しており、エンジニアリング設計から製造、完成まで、修復のさまざまな段階で指導を行うことができます。」

再開<br /> 200年間も独り立ちしていたこの塔が、ついに本来の姿で再び人々の前に姿を現すことになる。

ハット氏は次のように語った。「過去数十年にわたり、多くの人がドラゴンの彫刻の修復を試みてきましたが、すべて失敗に終わりました。今回、3Dプリント技術により、ドラゴンの彫刻が一般公開されました。専門家チームは、革新的で軽量かつ耐久性のあるソリューションを開発し、ついにこれらの失われた工芸品をこの貴重な王室の建物に戻すことができました。ドラゴンの彫刻は、この世界文化遺産の中で本来の位置を取り戻し、将来的にはロンドン文化の一部となるでしょう。」

リバースエンジニアリング、少量製造サービス、迅速な 3D プリント部品、プロトタイプ、外観モデルなどをお探しの場合でも、3D Systems の ODM チームが適切なサービスを提供します。

チェンバースの手描きデザインのドラゴンの尾根飾りは、Culture24 の Web サイトから引用したものです。http://www.culture24.org.uk/hist ... n-major-restoration

3D Systemsについて
3D Systems は、3D プリンター、印刷材料、クラウドベースのオンデマンドカスタムパーツ、デジタル設計ツールなど、包括的な 3D 製品とサービスを提供しています。同社のエコシステムは、製品設計から工場現場まで、高度なアプリケーションをカバーしています。 3D Systems の精密医療ソリューションには、シミュレーション、仮想手術計画、医療機器や歯科機器、カスタムメイドの手術器具の印刷が含まれます。 3D Systems は 30 年にわたり、専門家や企業が設計を最適化し、ワークフローを変革し、革新的な製品を市場に投入し、新しいビジネスモデルを推進できるよう支援してきました。

出典: 3D Systems

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