Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Hochschule Mainz - University of Applied Sciences

3D Dokumentation historischer Objekte auf Basis digitaler und physischer Repliken

Im Bereich der Restaurierung und musealen Ausstellung ist schon seit vielen Jahren das Anfertigen von Repliken in Form von physischen Abgüssen und anderer ähnlicher Varianten etabliert. Mit der Weiterentwicklung von 3D-Drucktechniken werden digitale hochgenaue 3D-Kopien in diesen Bereich immer tnteressanter. In diesem Projekt wurden in zwei unterschiedlichen Bereichen historische Objekte digital erfasst und mittels 3D-Drucker physisch dupliziert.
Motivation und Ziele: 

Im Bereich der Restaurierung und musealen Ausstellung ist schon seit vielen Jahren das Anfertigen von Repliken in Form von physischen Abgüssen und anderer ähnlicher Varianten etabliert. Hierfür sind die Originale den direkten Einflüssen der entsprechenden Materialen, die für den Abguss genutzt werden, ausgesetzt. Dies ist aber bei einer Großzahl von einzigartigen Objekten unerwünscht, da es bei dieser Methode auch zu Beschädigungen kommen kann. Das heißt, dass für eine Großzahl historischer Objekte aufgrund ihres Alters und ihrer Fragilität keine Repliken über die herkömmlichen Wege hergestellt werden können. Über ein berührungsloses Messverfahren, wie zum Beispiel das Streifenprojektionsverfahren, können Objekte auf indirekten Weg digital, in hoher Qualität und Auflösung, erfasst werden. Auf Basis dieser digitalen Daten und den neuen Methoden des 3D Druckes lassen sich relativ schnell und einfach Repliken des gewünschten Objektes erstellen. So haben sich das Unternehmen Gerolsteiner sowie die Infothek in Flonheim an das i3mainz gewandt, um Kopien einiger wichtiger historischer Objekte anfertigen zu lassen. So hat Gerolsteiner zum 125-jährigen Firmenjubiläum eine Sonderausstellung zur Geschichte des Gerolsteiner Mineralwasser gezeigt. Unter den Exponaten der Ausstellung befanden sich unter anderem zwei Stempel aus Buchsbaum aus dem Gründerjahr von 1888, mit denen damals das Firmenlogo auf Tonflaschen gedrückt wurde bevor diese zum Brennen kamen. Da sich die Stempel mittlerweile in Besitz einer Privatperson befinden, war es von Gerolsteiner der Wunsch originalgetreue Kopien der Stempel anzufertigen. Für eine Ausstellung in der Infothek in Flonheim wurden Kopien historischer Waffenfragmente aus Holz, die sich im Fundus des RGZM (Römisch Germanisches Zentralmuseum Mainz) befinden, entliehen. Da diese Waffenfragmente sonst nicht verfügbar sind, wurde der Zeitraum der Ausstellung genutzt um digitale Kopien der Fragmente zu erstellen.

Aktivitäten: 

Die messtechnische Erfassung der Objekte erfolgte durch den  Streifenlichtscanner ATOS III der Firma GOM. Dabei wurde mit einer 3D-Auflösung von 0,07mm (entspricht einem Messvolumen von 150 mm) gemessen. Bei den Waffenfragmenten der Infothek Flonheim lag der Schwerpunkt während des Scanvorgangs eher auf den aus Holz gefertigten Bereichen der Objekte und weniger auf den goldenen Applikationen. Dies liegt vor allem daran, dass stark glänzende Oberflächen, wie z.B. goldene Materialien, durch die stärkere Reflektion des Lichtes schwerer zu scannen sind. Zudem war es aufgrund der Feinheiten an den Applikationen der Wunsch des Auftraggebers, diese eigenhändig anzufertigen und anzubringen. Die feinen Strukturen der Objekte beider Aufträge erforderten nach der Aufnahme und dem Polygonisierungs-Prozess (dabei wird aus der Punkwolke ein vermaschtes 3D-Modell erstellt) eine Nachbearbeitung, um eben diese Strukturen noch besser sichtbar zu machen. Ergebnis beider Aufträge waren jeweils sogenannte wasserdichte 3D-Kopien der eingescannten Objekte, auf deren Grundlage mit Hilfe eines 3D-Druckers reale 3D-Kopien angefertigt wurden. Im Falle der Gerolsteiner-Stempel wurden die Oberflächen der ausgedruckten Modelle in den Restaurierungswerkstätten des RGZM durch eine manuelle Bearbeitung koloriert und sind nun kaum von den Originalen zu unterscheiden.

Eckdaten

Zeitraum:     01.09.2013 - 31.10.2013
Beteiligte Personen:
  • – Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. KG
  • – Infothek und Ortsmuseum Flonheim
Titelbild:
  • Hochgenaue Digitale Kopie eines Holzstempels (Siegel)
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