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スキャナーとプリンターを使用したリバースエンジニアリングによる玉手剣の複製

 

概要:
Zhangfei 3D Printing Art Studioは、EinScan-Pro 3Dスキャナーを使用して漢王朝時代の遺物である玉手剣をスキャンし、3Dプリンターで造形しました。完全な玉手剣をリバースエンジニアリングによって複製しました。

 

 

ケースの背景:
青銅を製錬する技術は、文明の豊かさと強さを象徴しています。中国では、春秋時代の末期に青銅剣の生産がピークに達しました。青銅剣は、主に刃と剣の柄で構成されています。

柄と刃の間には、 ‘Ge’と呼ばれる膨らんだ仕切りがあります。たとえば精巧な青銅剣の場合、通常、使用者の身分を示すために「Ge」にいくつかの宝玉が飾られている。これらの装飾は多くの場合、翡翠で作られているので、この種の剣は玉手剣とも呼ばれます。

剣のコレクターは玉手剣から剣の一部である4個の翡翠の玉を有しています。しかし青銅の刀身が完全に腐食されたため、これら4つの翡翠のみが残っています。毎回コレクターがこれら4つの玉を展示していましたが、これらの本当の役割やこれが剣の装飾である宝玉であると知る人はほとんどいませんでした。
そのため、コレクターは、玉手剣の4つの玉をZhangfei 3D Printing Art Studioに持ってきて、現代の3D印刷と3Dスキャン技術を駆使して剣全体を再現したいと考えている。

 

遺物のスキャニング:

Zhang教授は、丁寧に遺物を次々と机に置き、3Dスキャナーの自動モードでスキャンしました。これに伴い、宝玉の3Dデータが徐々に画面に表示されていきました。 4つの宝玉のスキャンを完了するまで約10分しかかからず、正確な3Dモデルを手に入れました。

図:スキャン準備している遺物

スキャン準備している遺物

図:スキャンした遺物

スキャンした遺物

スキャンされた玉の遺物から3Dデータに編集

スキャンされた玉の遺物から3Dデータに編集

 

 

古代剣のデザイン

Zhang教授は3DモデルデータをZbrushという設計ソフトウェアにインポート(input)し、遺物のモデルデータに基づいて、彼はリバースエンジニアリングによって古代剣のモデルを復元しました。

古代剣のデザイン

古代剣のデザイン

 

 

3D印刷と後処理:

すべての古代剣のモデルを完成させた後、SHINING 3D iSLA-650
3Dプリンターを復元した玉モデルと古代剣モデルを印刷するために使用した。印刷が完了した後、Zhang教授はこれらのモデルの後処理を慎重に行った

 

剣の胴体と剣身:
Zhang教授は、ナイロン材料で印刷された刀身と刃の面では、「浸漬染料 – dip dye」の技術を塗装に採用した。彼は最初に剣と鞘を磨ぎ、塗装中、彼はにやにや(grinning)を避けるためにモデルに2mm〜3mm浸透させ、モデルの鮮やかさを改善した。塗装が乾いた後、彼は研磨のプロセスを繰り返し、再び塗装された。 Zhangは、最後に、細かいグリッドパターンを形成するために身にクレープ紙をはり、スプレーしてパターン効果を示した。

3D造形された剣

3D造形された剣

塗装のために剣を準備する

塗装のために剣を準備する

 

 

Jadeware:
ステレオリソグラフィー印刷技術によって再構築されたJadewareモデルは、さまざまなアフタープロセッシング技術を適用しております。 Zhang教授は、塗装の過程で、さまざまな色と光沢を反映させるために、さまざまな色を使用して絵を描き、最終的に再現されたモデルをレイヤーでいっぱいにしました。

すべての塗装工程が終了したあと、ダークペイントの色とガソリンを使ってアンティークな仕上げを施しました。最終的に、宝玉の特徴だけでなく、完全な古代の剣の復元に成功しました。

Zhang教授は、刀身、鞘、翡翠(玉)の後処理の終了後、刀を組み立て、玉と刀の体の穴に金属棒を入れて固定した。最後の手順は、組み立てを完了した後に古代の紐を柄に巻き付けた。

これによって、リバースエンジニアリングによる漢王朝の剣の復元プロジェクトが完了しました。

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