GEOMAGIC DESIGN X: возвращение былого величия пагоды 18 века

Опубликовано: 18 апреля 2022 15:44:00

Одно из знаменитых творений архитектуры Англии XVIII века - пагода Кью - нуждалась в реставрации. 

За дело взялись современные технологии во главе с Geomagic Design X. 

Реставрация великих творений прошлого - дело важное, сложное и ответственное. Непосредственным реставрационным работам предшествует множество этапов исследования и планирования, чтобы сделать процесс восстановления максимально щадящим, необходимо кропотливо следить за сохранением целостности и стабилизации исторических структур.

Великая пагода - красивейшее 50-метровое сооружение. Его отличительная особенность - модный в XVIII веке китайский стиль. Оно было построено по приказу короля Георга III в 1761 году и находится в Королевском ботаническом саду Кью, признанным объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО.


Когда в Великобритании задумались о восстановлении Великой пагоды Кью, возникло несколько существенных препятствий. Некоторые из главных элементов, украшавших здание, были безвозвратно утрачены. Было абсолютно непонятно, как возродить их. Какая будет стоимость восстановления, как осуществить перевозку и, главное, как воссоздать внешний вид?

На помощь реставраторам пришли современные 3D-технологии. Был применен рабочий процесс сканирования в CAD и дальнейшей обработки при помощи Geomagic Desing X, далее было запущено производство с использованием селективного лазерного спекания (SLS), были созданы прочные и воспроизводимые приспособления для процесса реставрации.


Центральное место в украшении пагоды занимали 80 ярких деревянных драконов, восседавших на углах крыши каждого уровня. Они исчезли в 1780-х годах при ремонте крыши пагоды и были утеряны. По одной из версий драконы были проданы. Согласно другой - древесина просто сгнила.

Как бы то ни было, спустя 200 с лишним лет в рамках реставрационного проекта было задумано возродить пагоду во всем ее былом великолепии.

Когда было принято решение о воссоздании драконов, встали вопросы материала для их производства. Во-первых, дерево снова может сгнить, оно недолговечно. Во-вторых, деревянные драконы могли оказаться слишком тяжелыми для двухсотлетней пагоды, которая к тому же не поддерживала такой вес всё это время. Чтобы исключить возможные риски установки восьмидесяти тяжелых украшений на крыше, а также избежать традиционных временных и денежных затрат, нужно было найти легкий альтернативный вариант материала для изготовления драконов.

Новый подход к производству драконов должен был решить задачи веса, сроков, качества и стоимости. Всем этим требованиям отвечают современные технологии 3D-сканирования и 3D-печати.


Начало работ по воспроизводству драконов было связано с воссозданием их внешнего вида. Для конструирования были использованы немногие сохранившиеся исторические данные и свидетельства об этом. Был разработан прототип дракона, который вырезали из дерева. Это обеспечило цифровой производственный процесс. Таким же образом были вырезаны из дерева еще семь драконов для первого уровня пагоды. Все остальные 72 статуи были уже созданы при использовании программного обеспечения для 3D-сканирования Geomagic Design X и технологии SLS-печати.

Вырезанный из дерева дракон был отсканирован 3D сканером и обработан с применением Geomagic Design X, что позволило решить проблему веса. Специалисты по проектированию использовали данные сканирования в САПР для уменьшения толщины стенок, не изменяя внешнего вида и структурной целостности.

Сохраненные при 3D-сканировании замысловатые детали внешнего вида драконов ручной резки и полученная полая геометрия создавали сложности для традиционных способов изготовления. Такие проблемы с легкостью решают аддитивные технологии производства.


Также применение цифрового процесса производства позволило изменять размеры драконов для разных уровней пагоды: со второго и до десятого. Итак, было изготовлено 18 моделей девяти различных размеров, а также левые и правые версии каждого из них. 


К тому же в процесс была включена еще одна несложная, но примечательная функция в каждый из проектов драконов: были добавлены встроенные функции монтажа непосредственно в файлы CAD.

Из-за механики, необходимой для усиления и монтажа, каждая из 18 вариаций драконов требовала индивидуального подхода и проектной работы. Была проведена работа по скрытому безопасному монтажу деталей, внутренние элементы были спроектированы таким образом, что они были полностью незаметны, никакие крепежные элементы, болты, гайки или что-то другое были просто не видны. Финальная версия драконов получилась идеальной копией оригинала, но максимально улучшенной благодаря аддитивным технологиям.


Благодаря тому, что Geomagic Design X обладает возможностью проектирования, была успешно решена проблема внедрения серии винтов, резьбы и крышек, которые точно повторяли линию позвоночника драконов. То, что является обычным делом для 3D-проектировщиков, стало настоящим открытием для команды реставраторов в плане находчивого и эффективного подхода к поставленным задачам, что является главным преимуществом использования аддитивных технологий.

Еще одна замечательная особенность использования 3D-технологий при производстве - возможность сочетать точность с разнообразием. Большим плюсом является и то, что, применяя цифровой процесс с 3D CAD и 3D-печатью, значительно сокращаются временные затраты. Как только были готовы окончательные файлы, сразу было запущено изготовление драконов восемнадцати (!) различных вариаций, без восемнадцати специальных пресс-форм и комплектов инструментов. Проектирование и производство с такими же результатами при условии разумной стоимости и кратких сроков было бы проблемой для любого другого процесса.


После 3D-сканирования и проектирования ранние прототипы драконов были напечатаны для анализа и тестирования с целью убедиться, что окончательные проекты отвечают требованиям современного производства. На всех этапах изготовления специалисты тщательно старались соблюсти эстетический и технический баланс. Этот момент оказался крайне важен, когда нужно было решить, как лучше разделить модели SLS для печати, а также расположить и скрыть различные колпачки и крышки для монтажа.