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【弘博讲坛】文物3D打印技术知多少？
相信大家都对成龙主演的《十二生肖》印象颇深。其中一个场景，成龙戴一副白手套，摸了国宝十二生肖的头像，就把头像的数据扫描进了电脑。与此同时，他的 伙伴在一台神奇的机器里，瞬间就把一模一样的兽首制造出来，可谓偷天换日，神奇至极。在引发现场惊呼的同时，也让影迷里面的&神奇机器&充满好奇。
这种机器就是3D打印机，它可以根据用户提供的数据&打印&出杯子、电话、椅子、汽车、飞机、玩具等任何你可以想象到的产品，甚至可以&克隆&出&另一个自己&。
而在现实中，对于文物3D打印的发展情况，您又了解多少呢？下面，小编和大家分享几个与文物3D打印相关的小故事吧&&
1.&将古迹带回家&
人物：杭州铭展网络科技有限公司技术总监金涛
金涛最得意的作品是几尊佛像。&那个作品光打印就花了两天， 打印好了又处理了两天&。 那几尊佛像是天龙山石窟第 18 窟西壁的完整复原，共有一佛二菩萨，颈饰项圈、手镯、下垂的左腿，以及莲座的细节都清晰可见。这是无尽藏非物质文化与艺术遗 产研究所要求打印的作品。 2010 年春天，无尽藏非物质文化与艺术遗产研究所发起了《法相庄严&&&天龙山造像数字复原研究》，希望利用数字技术，实现残损造像的虚拟复原和网络展示，再现其本来面目。该所所长李庆华在项目进行过程中认识了金涛，于是打算输出他们的研究成果。他们选择了天龙山石窟第18窟作为他们的第一次尝试。为了获得完整的3D 数据，李庆华带着一个团队拿着一台3D 扫描设备在洞里呆了整整10 天。&3D 测绘是项大工程，一束细细的激光束，就像一个移动的取景框，打到佛像上面，这种机器是手持的，佛像和洞窟的每个细节都必须细致地扫描一遍，不能有死角。扫描一块四五十平方厘米的地方需要整整20分钟。&李庆华说。洞窟扫描完成后的数据处理也是大工程，甚至一个佛像进了电脑都会生成几百万个面，李庆华的电脑常常因为存储了太多的3D 数据而死机。回来后李庆华在工作室里埋头苦干了十天，终于把数据拿到了金涛的办公室。为了数据处理的方便，他们设定的打印厚度只有1.5 毫米，第一次的打印成果就因为用力过猛作废了。&捧着这块三维佛像，就像捧着一块极薄易碎的面具。&金涛说。最终，刷上增强硬度的胶水后，这件&考古作品&正式完成。李庆华十分感慨：&原来写天龙山报告的社科院专家李裕群，为了写报告，在天龙山手工测绘，收集数据，呆了20多天，也没看全。现在我可以把它放在手上，从任意不同角度看。&因为是按1：11 大小复制的，打印出的成品远没有电脑里的三维图细节那么丰富，但李庆华说这 种&把玩感&是以前无法想象的。
2.惟妙惟肖的3D三星堆青铜面具
人物：广汉三星堆博物馆工作人员
广汉三星堆博物馆是全省首家引进3D扫描仪和打印机的文博单位，&国内目前只有陕西博物馆有，我们是第二家。&
　&以前仿制文物或修复文物，都必须要在原文物上面覆泥模，然后再做蜡模，会对文物产生一些污损。&朱亚蓉说，这套3D成像打印系统，只需将文物进行三维扫描，然后在电脑里做成三维图像，再用打印机打印就可以了，&扫描的时间要长一些，打印只要10个小时。& &以往需要用人工描线和制作模具，制作一件青铜器仿制品，一个工匠大约需要一个月的时间。&三星堆博物馆文物保护部副部长余健说，有了这套3D打印机，一个多星期扫描打印建模，一个多星期制作，&可以比原来节约一半的时间，而且误差几乎为零。&
看过这么多关于3D打印的故事，您是否也对它的前世今生感兴趣呢？现在，小编就为您科普一下3D打印技术吧！
诞生年代：上世纪90 年代
基本原理：断层扫描的逆过程。断层扫描是把某个东西&切&成无数叠加的片，3D 打印则是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。
功能：与激光成型技术一样，采用分层加工、叠加成形，即通过逐层增加材料来生成3D 实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为&打印机&是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。
支持多种材料：较为普遍的有树脂、尼龙、石膏、塑料等可塑性较强的材料，全球最大最贵的3D打印机，可以用激光烧结直接制造复杂的塑料、金属和合金元件。
打印技术的程序：首先要在电脑屏幕上设计出所要打印物品的蓝图&然后设计出形状以及颜色&最后按下打印按钮即可。你可以看到附近的一台带有喷嘴的机器，将你需要的物品慢慢打印出来。
MakerBot Replicator3D打印机
珠海西通3D打印机
珠海西通3D打印机:以开源的MakerBot Replicator为原型，在海外售价仅700美金，这款机型在评选中高居第二位。被惊呼为3D打印领域的一匹黑马。
我国的3D打印技术发展情况：目前，随着3D打印在全世界持续走红，中国3D打印技术目前正在从概念炒作的高峰阶段转向内在价值发掘阶段，其技术正在走向成 熟，主流应用市场处于进一步发掘和培育中，我国总体技术水平处于从教育，模型制作等初级应用建筑，医疗，直接制造等高级应用过渡。
是帮手还是帮凶？
正像《十二生肖》电影中所反映的，3D打印技术在文物保护方面既充当着帮手，也为赝品插上了翅膀。新科技向来是把双刃剑，不仅需要国家出台相关政策予以规范保障，更需要形成业界的自律精神！
高棉的微笑――柬埔寨吴
2015中国国际文物保护装3D打印技术在文化艺术中的应用_图文_百度文库
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3D打印技术在文化艺术中的应用
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新三板主题周报：寻宝3D打印上游产业
新三板主题周报：寻宝3D打印上游产业
主题概述：3D打印产业链可分为上中下游5个节点，共7家挂牌公司涉猎
在《新三板3D打印主题报告-3D打印产业链梳理》中我们提到，3D打印的产业链以打印设备为核心，其上游包括三维数据模型和打印耗材的供应商，而下游是印制品销售和相关应用服务。
经过分析挂牌公司主营业务范围和收入结构，新三板挂牌公司共7家与3D打印相关产业紧密相关，其中不乏细分领域的佼佼者。接下来的2期主题周报将沿产业链顺序，逐一分析7家公司。
每周主题聚焦：3家挂牌公司布局产业链上游
本周关注3D打印的基石&&数据模型和打印耗材的提供方。
先临三维（830978）&&专注三维数字化和打印技术，贯穿产业链上下游。先临三维是一家专注于三维数字化及3D打印技术、为客户提供3D打印设备及服务一体化综合解决方案的3D打印公司，也是目前新三板中产业链覆盖最全的3D打印概念股。
北科光大（430027）&&围绕三维重建技术，打造3D数据服务。北科光大以&基于照片的快速三维重建技术&为基础，以3DCloud云服务平台为核心，提供满足3D打印数据的高精度建模等服务，产品已应用于3D展示、3D打印、文物重建等领域。
鸿盛数码（430616）&&数码喷墨墨水供应商。鸿盛数码主要为广告影像领域、数码印花领域、数码印刷领域、数码装饰装潢领域、3D 打印领域客户提供相配套的功能性喷墨墨水及配套方案、售后服务生产。公司目前销售的LED-UV光固化墨水具有介质适应性广泛、可层叠成型等特点，但受制于市场应用空间，销售和收入增长不明显。
东航成功运用3D打印技术制造飞机部件，标志着3D打印已应用于国内民航业，3D打印产业链下游拓展又多一个可能。
Adobe申请3D打印光滑表面的技术专利，能解决FDM技术的明显缺陷，有助于FDM技术进一步推广应用。
先临三维交易额1.18亿元，占板块总成交91.62%。
先临三维定增600万股，预计募集4.50亿元。
上周3D打印主题板块无新增并购事件。
上周3D打印主题板块无新增挂牌企业。
主题动态详解
一、主题概述
产业链分上中下游5个节点，7家挂牌公司涉猎
我们在《新三板3D打印主题报告-3D打印产业链梳理》中提到，3D打印的产业链以打印成型技术和相应的打印设备为核心，其上游为打印提供必要的数据和材料支持，包括三维数据模型和打印耗材的供应商；而下游是印制品销售和相关服务。产业链上游，尤其是打印耗材需求量的发展，受制于中游技术的开发和设备的应用；而下游应用领域主要集中在工业（航空航天、汽车等为主）、医疗和文化创意，商业模式创新空间较大。
目前新三板市场共有7家挂牌公司涉猎3D打印，分布于上中下游各环节。以业务范围和收入结构是否直接与3D打印主题相关为标准，我们识别出7家与3D打印相关产业紧密相关的公司，它们分布于整个产业链的上中下游，其中不乏细分领域的佼佼者。包括处于上游从事三维扫描的先临三维（830978.OC）、从事三维建模的北科光大（430027.OC）、提供打印耗材的鸿盛数码（430616.OC）；处于中游生产工业级3D打印设备的腾冉电气（832117.OC）、桌面级3D打印设备生产商先临三维（830978.OC）和乐彩科技（430546.OC）、可打印食用材料的北科光大（430027.OC）和乐彩科技（430546.OC）；处于下游，将3D打印用于工业的路通精密（832119.OC）和泰利模具（832078.OC）、用于文化创意和教育的北科光大（430027.OC）。
二、主题聚焦
上游涵盖三维建模和打印耗材，3家公司各有千秋
1.扫描仪部分接近国际水平，打印耗材研发有待提升
3D扫描仪类别众多，国内部分产品已达国际先进水平。市场上普遍使用的3D扫描仪按其规模可分为手持式、桌面式和立柱式等。手持式扫描仪携带方便，但精度和速度稍逊于其他两类，国内外已有多家厂商投入研发生产；桌面式扫描仪的扫描环境稳定，能有效提升扫描精度，先临三维（830978）刚完成研发国内首个桌面级扫描仪，精度达到0.4mm（还是0.04?），与国际水平齐平；立柱式扫描仪整合多个摄像头，扫描速度优势明显，但需占用一定空间，易尚展示（002751）开发的五立柱矩阵型人体扫描仪和配套的成像软件，能在3秒内完成快速取像，精度达到0.05mm~0.1mm。
2.先临三维&&专注三维数字化和打印技术，贯穿产业链上下游
2014年8月8日，先临三维挂牌新三板；2014年9月25日变更为做市转让方式。先临三维是一家专注于三维数字化及3D打印技术，为客户提供装备及服务一体化综合解决方案的3D打印公司，公司产品可广泛应用于工业、医疗、文化创意等领域。
三驾马车齐头并进，形成完整产品链。公司为客户提供三种形式的业务：（1）提供三维数字化与3D打印设备及3D打印材料；（2）提供3D打印快速定制和制造服务；（3）提供3D数据服务。目前已拥有桌面三维扫描仪、齿科三维扫描仪、工业高精度三维扫描仪、桌面3D打印机、工业光固化3D打印机、激光3D打印机等近10款自主三维扫描与3D打印设备产品，形成完整的3D打印产业链。
三维扫描技术领先，推出全球首款白光桌面扫描仪。自2004年成立以来，公司在三维光学测量检测、3D打印控制和激光加工技术等领域有深厚积累，与浙江大学建成联合实验室。先临三维近期成功研发并推出全球首款高精度白光桌面三维扫描仪EinScan-S，扫描精度在0.1mm以内，高于同类产品及传统激光扫描技术产品；360&转台扫描一圈只需3min，是同类产品3倍；公司还成为白光三维测量系统行业标准的制定者之一。同时公司自主研发了桌面3D打印机（FFF）、激光光固化打印机（SLA）、激光3D（内雕）打印机。
收入增速超25%，3D打印设备占比提高9.37%。先临三维2014年年报显示，公司2014年收入总额为1.15亿元较2013年增长25.06%；其中3D打印设备（含自主研发和品牌代理）收入7,063万元，占比从51.81%增长至61.18%；三维数字化设备收入2,802万元，占比24.27%。但由于销售费用和研发费用的增加，先临三维2014年的净利润增长只有2.50%。
三次定向增发融资，助力内生外延同步发展。2014年12月，先临三维完成挂牌后首轮增发募集1.05亿元，用于新产品开发和&三维数字化与3D打印研发及产业化基地&建设。2015年1月，公司公告拟定向增发并现金增资获得北京易加55.25%股权和南京宝岩55%股权，成为两家公司的控股股东。北京易加和南京宝岩均从事与3D打印相关的产业。2015年4月，先临三维再次启动定向发行方案，拟发行不超过600万股，募集不超过4.5亿元，用于行业并购、建设三维数字化与3D打印技术研究院和技术创新中心。同时斥资共不超过2900万元，向全资子公司杭州心领神悟数字系统工程有限公司增资，推广三维数字化与3D打印技术服务中心综合解决方案；并在美国设立全资子公司，负责前沿技术研发、合作伙伴和并购对象寻找，并承担公司国际采购和销售任务。
点评：借势三维激光，布局3D打印，成就新三板三维数字化和3D打印第一股。三维激光技术和设备是先临三维的传统优势，Argue、SPARK II和Max三大系列三维激光内雕机在业内有一定的知名度。顺应3D打印政策和市场双重热潮，先临三维自主研发了多款国内首套三维扫描仪，制造或代理销售各类领先的3D打印设备，还通过数次定增积累筹码布局3D打印上下游。作为新三板中产业覆盖最全的3D打印概念股，先临三维未来有望继续内生外延双向同步增长。
3.北科光大&&围绕三维重建技术，打造3D数据服务
2008年2月18日，北科光大挂牌新三板，至今仍是协议转让方式交易。北科光大以&基于照片的快速三维重建技术&为基础，以3DCloud云服务平台为核心，提供满足3D打印数据的高精度建模、打印运营服务平台，目前公司产品已用于3D展示、3D打印、文物重建等领域。
以三维重建技术为本，搭建云服务平台。北科光大的三维数据技术服务包含三大重点：（1）通过3DCloud云服务平台提供低成本、高质量的照片建模服务；（2）以3DCloud云服务平台为核心提供可运营型三维数据采集服务平台；（3）结合自主研发的巧克力食品3D打印机，为食品、礼品、娱乐教育等提供个性化解决方案，已建成&3D儿童科普体验运营服务平台&。
专注3D数据基础服务，建成全国首家照片建模平台。2014年10月，北科光大自主研发的&3DCloud照片建模平台&正式上线，平台可实现全自动照片建模、在线合成、在线展示和提供3D打印数据支持等功能，可用于虚拟现实、文物重建、产品展示和电子商务等领域，是国内首家能正式提供商业化服务的照片建模服务平台。
三维重建技术落地实施，2014年实现创收。北科光大的业务由新兴的3D数据技术服务和传统的信息化建设服务组成，2014年上述两大业务取得收入3,735万元，同比增长54.32%。信息化建设业务稳定增长的同时，3D数据相关服务取得突破并实现创收。
与知名科研机构合作，打造数据服务生态圈。公司与北京大学等机构合作，基于北京市虚拟现实与可视化工程技术中心的优势，将进一步加大照片建模的研发力度，攻克建模精度和普适度两大难题，并探索在3D地图、古建筑保护、灾害评估等领域的应用。
点评：全自动建模降低门槛，可能拓宽3D打印应用空间。北科光大是新三板中罕见的着力于2D照片3D建模技术开发的公司，该技术的成熟预计能有效降低普通用户进行立体人像打印、三维创意设计的门槛，对拓宽3D打印产业链下游将产生不可多得的作用。
4.鸿盛数码&&数码喷墨墨水供应商
2014年1月24日，鸿盛数码挂牌新三板，至今仍是协议转让方式交易。公司生产、销售各类功能性喷墨墨水及数码印刷机系列产品和数码喷印整体解决方案，服务于广告影像、数码印花、3D打印等领域客户。光固化墨水可实现SLA打印成型。鸿盛数码提供各类功能性喷墨墨水，其中就包括了又称为&光敏树脂&的LED-UV光固化墨水，该墨水具有介质适应性广泛、色彩饱满、图像精度高、可层叠成型等特点，配合SLA技术设备可实现3D打印。
点评：3D打印专业属性有待加强。基于多年喷墨墨水的市场，鸿盛数码推出多介质适用的LED-UV光固化墨水，在平面印刷的应用已获得市场好评，但在3D打印领域仍处于导入期，未见有配套的研发和推广布局，销售和收入增长不明显。
三、新闻动向
东航3D打印飞机部件，Adobe申请表面光滑专利
四、市场交易
做市交易占主体板块交易91.62%
1.做市转让：交易额1.18亿元，占3D打印板块总交易额的91.62%
目前，新三板3D打印板块仅有1家公司做市，即先临三维（830978.OC）。上周，这家做市转让公司总成交量为221.60万股，总成交金额为1.18亿元，占3D打印板块总成交额的91.62%，较上上周环比下降6.16%。并且，先临三维（830978.OC）周涨幅达9.31%，领跑新三板3D打印主题板块。
2.协议转让：共3家发生协议转让，北科光大成交量破200万
上周共3家公司发生协议转让，协议转让的企业总成交量245.60万股，总成交金额0.11亿元。其中，北科光大（430027.OC）成交量达203.10万股，成交金额为0.09亿元。
五、定向增发
上周新三板3D打印主题板块的先临三维（830978.OC）发布定增预案，增发600万股，预计募集资金4.50亿元，将用于行业并购、建设三维数字化与3D打印技术研究院和技术创新中心及补充公司流动资金。
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微博:新三板定增网揭秘：3D打印何以再现千年文物？
&& 11:33:26&&
　　据了解，以前制作文物复制品，需要对文物进行翻模，之后再制作，对文物损害比较大。而3D打印则先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型&分区&成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。
　　&3D打印是通过逐层叠加的方式获得立体模型的，每层的进量很少，10厘米的高度可能需要打印一天的时间，这个过程可以暂停，但不可突然断电，要求有人员值守。整个打印过程很慢。&李文怡说。
　　据了解，3D打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这决定了3D打印技术几乎可以造出任何形状的物品。传统制造通常是在一大块原材料上切除不需要的部分，像是在&做减法&，而3D打印制造就像是&做加法&，按照电脑的设计，把需要的部分堆叠加出来。除此之外，扫描和打印所花费的时间，与文物本身的大小也有关系。
　　3D打印能否完美重现文物？
　　在陕西历史博物馆的文物修复室中，一件清代诰命夫人的凤冠格外引人注目，而它最初是被随意塞进一个木盒子里的，经过一番修复基本恢复了曾经的样子。
　　据了解，这件文物使用了传统的点翠工艺制成&&先用金或镏金的金属做成不同图案的底座，再把翠鸟背部亮丽的蓝色的羽毛仔细地镶嵌在座上。
　　&最让我们头疼，无疑是冠上的珠子了。&卢轩说，&首先珠子大小不一，太细的线怕不结实，太粗的线又穿不进去。其次，目前我们还没有摸清珠子排列的规律，不知道怎么排合适。&
　　所以对这件文物的修复，不得不比原计划有所推迟，修复人员只能靠翻阅相关资料，并请教领域内的专家，尽快找到破解的办法。&科技不是万能的，人的经验仍然是最重要的。&卢轩表示。
　　李文怡告诉记者，3D打印技术还有一项十分明显的优势，&它可以根据需要调整打印品的比例，可以轻易的获得文物二分之一、三分之一&&的比例，这在传统复制上是很难甚至根本无法做到的。&
　　&3D打印相对与传统复制，其与文物是非接触式的，最大程度降低对文物的再损害。此外，3D打印的模型一旦获得是独立于文物之外的，可以像我们复印文件一样，获得完全相同的打印品，甚至可以获得细微纹饰的形貌。&李文怡说。
　　据卢轩介绍，他们前不久打印长11厘米、高11.5厘米的&国宝文物金怪兽&，用了14个小时，之后还用了一个多小时冲洗。通过3D打印出来的复制品，和文物原件几乎没有误差。
　　有不少人认为，3D打印出的文物和原物有本质的区别。对此，李文怡表示：&这么说是对的。实际上我们已经可以获得与文物一模一样的外形，但很难通过打印获得与文物一模一样的材质，更别提岁月在文物上留下的印记和赋予文物独特的韵味，这些是无法复制的。&
　　■ 延伸阅读
　　文物也有了&体检报告&
　　《黄帝内经》里提出了&上医治未病&的观点，即好的大夫是能够预防疾病的人。同样要做一名好的&文物医生&，不能仅仅停留在传统的抢救性修复上，也要重视文物的预防性修复。X光、离子色谱这些现代科技便派上了用场，为每一件文物定制属于自己的&体检报告&。
　　&用X光透视，能发现文物上许多肉眼看不见的东西，比如器物内部的锈斑、比如表面的细小裂缝&&&卢轩说，所谓千里之堤毁于蚁穴，及时发现文物上存在的小问题，就会避免造成更大的损失。
编辑：周宣百
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