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近日,在国家文物局指导下,由中国文化遗产研究院主办的“新时代文物保护利用主要成果展”在北京举行,展出了包括出水文物保护研究在内13个单元。其中,致远舰3D打印成果在展览中作为典型实物展出,吸引了观众的目光。

据了解,2014-2016年打捞出水的致远舰,包括刻有致远舰大副陈金揆英文名字的一只单筒望远镜、拼接后得到繁体“致远”字样的一组瓷器碎片、方形舷窗和多种武器装备等。具有材质种类多、武器器型多样、腐蚀程度差异大等特点。

在中国文化遗产研究院研究馆员田兴玲博士看来,文物记录着民族血脉的基因密码,挖掘它的前世,保护和利用它的今生,有助于启迪未来的文化繁荣。对于这些承载着重要的历史信息,集科研价值和展示价值于一体的文物的保护和利用,是出水文物保护面临的重要挑战。

以格林机关炮为例,出水文物保护科技实验室基于考古学的文物价值挖掘,以及材料腐蚀学的保存状况认知,通过腐蚀机理的揭示,提出腐蚀预防的针对性方案,结合实际处理过程选择和调整最佳的保护应对措施;采用三维激光扫描技术和3D打印技术复制作了展示软件和展示的实物;利用媒体和学术交流传播保护成果;通过教育培训宣传保护研究理论和方法、保护技术和材料、操作工艺等成果,培养了一批出水文物的保护人才。

在利用先进手段检测方面,田兴玲介绍,实验室利用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、色度测试、离子色谱等对铜炮的材质、表面凝结物和腐蚀产物进行了科学分析。而对于铜炮内部的结构和缺陷,采用软X射线探伤分析却难以探测,最后选择用6兆粒子加速器和CR高敏感成像系统,可以清晰地探测到格林机关炮内部结构,10个炮管完好,且均填充了凝结物。

实际上,海洋出水铜器的腐蚀现象和机理比较复杂,影响因素众多。因此,在致远舰出水文物保护项目中,实验室采用三维激光扫描技术留存了典型文物保护前后的全部信息。而且保留了格林激光炮清洗、脱盐、去除凝结物、除锈、缓蚀和封护等保护全过程的照片和录像,并将三维激光数字化信息进行了后期制作,生成了三维模型和三维展示系统。

具体来看,展示系统可以实现三维模型文物表面病害识别和病害面积读取、模型旋转、机关炮与炮架开合的作用。同时,该展示系统将文物故事描述、文物价值阐释、文物保护过程模拟展示、保护步骤真实记录、保护前后效果对比融为一体的同时,还加入了3D打印、上色复原等步骤展示。参观者可以通过自动控制软件,进行保护实操,提升了观众的参与感和成就感。

田兴玲进一步解释称,由于3D打印技术具有无需模具,一次成型,无需机械加工的特点,基于三维激光扫描制作软件生成的三维模型,结合SLA的打印方式制造了致远舰铜炮修复前后各部件的3D打印复制品。模拟现场文物的纹理信息,通过上色精准地的还原了真实模型。目前该复原品存放于中国文化遗产研究院文物实验室展示。

田兴玲表示,文物的保护是在一定环境条件下采取的防止文物进一步腐蚀的措施和技术手段,是一个动态的过程,需要随着环境条件的改变,不断调控环境,以便于文物处于相对稳定的保存状态;同时也需要根据科技水平的提升,继续深化对它的认知,加大对其保护的力度。

“在新时代文物工作方针的指导下,需要继续深入挖掘致远舰出水文物的爱国主义内涵,拓宽文物的传播渠道,创新多媒体的宣传模式,不断开拓文物保护成果的利用方式,弘扬爱国主义传统文化。”田兴玲说。