英國(guó)邱園的大寶塔于1762年由威廉·錢伯斯爵士(Sir William Chambers)完成，是一座10層高的觀景廊，占地75英畝(現(xiàn)為300英畝)，直至倫敦市。西洋與中國(guó)風(fēng)結(jié)合的完美典范，建筑的每個(gè)層面都裝飾著蛇形龍，*初是用木頭雕刻而成。在寶塔揭幕之后的幾年里，它吸引了大批人前來(lái)，人們驚嘆于其163英尺高的建筑及其異國(guó)情調(diào)和引人注目的細(xì)節(jié)，包括彩繪木龍。但在19世紀(jì)80年代，龍被移除走了，被拆除用于建筑維護(hù)的龍沒(méi)有被放回去。
新的龍是由3D Systems High Wycombe 精加工部門手工繪制的

被聯(lián)合國(guó)教科文組織列為世界文化遺產(chǎn) 如今，大寶塔已成為聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)，需要進(jìn)行重大修復(fù)。歷史悠久的皇家宮殿（HRP）接受了將建筑瑰寶恢復(fù)昔日輝煌的挑戰(zhàn)。但是在設(shè)計(jì)，質(zhì)量，時(shí)間，重量和成本方面都存在一些特殊問(wèn)題。HRP聯(lián)系了 ODM（按需制造）團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)使用Geomagic Design X逆向工程軟件，選擇性激光燒結(jié)（SLS）3D打印來(lái)創(chuàng)建原始龍的輕巧，耐用的復(fù)制品。
現(xiàn)在，72個(gè)基于原始裝飾的大型龍已經(jīng)3D打印，并被安裝在歷史悠久的聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)建筑上。3D打印龍的安裝不僅標(biāo)志著HRP*近在Kew的大寶塔恢復(fù)工作的完成，也標(biāo)志著教科文組織項(xiàng)目中增材制造的*廣泛使用。

三維掃描龍雕，作為逆向工程工作流的一部分

質(zhì)量首屈一指 3D打印復(fù)雜的龍并不像在STL文件上打印打印那么容易。因?yàn)榈袼苄枰M可能真實(shí)，并且因?yàn)樵S多原始的木龍沒(méi)有得到很好的保存 —— 甚至有傳言稱龍被用作支付皇家賭博債務(wù) —— 3D Systems必須有效地對(duì)龍進(jìn)行逆向工程，才能獲得3D打印模型。
*終龍雕像的大小從1.2--2米不等

設(shè)計(jì)龍雕像 為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，3D Systems的ODM（按需制造）團(tuán)隊(duì)使用FARO Design ScanArm捕獲木雕龍的3D掃描。然后將掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入到3D Systems的Geomagic Design X逆向工程軟件中，這使得團(tuán)隊(duì)不僅能夠確保準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)，還能整合中空結(jié)構(gòu)以減輕重量。根據(jù)該團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，它能夠?qū)?D打印龍的重量減輕60%，與木制龍相比(重量在7到15公斤之間)。減輕重量可以減少對(duì)歷史悠久的大寶塔的壓力。
隨著龍的三維模型準(zhǔn)備和縮放成各種尺寸(長(zhǎng)度在1150毫米到1850毫米之間)，ODM團(tuán)隊(duì)采用3D Systems sPro 230 SLS打印機(jī)，打造耐用，輕便的打印件。每條龍都是用DuraForm PA材料打印的，這是一種耐用的聚酰胺12尼龍材料，其特性適合龍的外觀和功能。
“我們求助于3D Systems，以提供該項(xiàng)目所需的快速吞吐量，準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)和出色的整理，”歷史皇家宮殿項(xiàng)目總監(jiān)Craig Hatto表示。“3D Systems團(tuán)隊(duì)的工程技術(shù)，輕量化龍雕像的機(jī)會(huì)，以及SLS 3D打印的材料壽命是該項(xiàng)目的關(guān)鍵考慮因素。”
龍雕使用DuraForm? PA 打印，這是一種耐用的聚酰胺12尼龍材料

增材制造的隱性效益 HRP計(jì)劃對(duì)16世紀(jì)的大寶塔進(jìn)行翻新。*步是進(jìn)行調(diào)查，顯示結(jié)構(gòu)的具體公差，并在全盛時(shí)期發(fā)掘建筑物的原始圖和早期圖紙。“我們必須弄清楚的主要挑戰(zhàn)，”HRP項(xiàng)目經(jīng)理Rob Umney解釋說(shuō)，“就是如何制造龍。”
保護(hù)寶塔底部的八條*大的龍是由非洲紅雪松木雕師制作的。這八條龍總重量約2500千克，對(duì)舊結(jié)構(gòu)造成巨大壓力。因此，Umney補(bǔ)充道，“我們需要一種新技術(shù)才能讓它變得非常輕盈。”
3D Systems參與該項(xiàng)目始于2016年，當(dāng)時(shí)該公司正式贏得了使用3D打印制作龍的合同。
*早的3D形式的龍是一個(gè)粘土模型。這個(gè)模型及其隨后的木雕，由3D Systems使用FARO ScanArm進(jìn)行3D掃描，為3D打印創(chuàng)建數(shù)字框架。
SLS 3D打印解決了HRP修復(fù)團(tuán)隊(duì)對(duì)質(zhì)量、重量、時(shí)間和成本的擔(dān)憂

采用3D打印技術(shù)修復(fù)歷史遺跡 3D Systems*大的SLS 3D打印機(jī)Pro 230用于打印所有72條龍，其打印尺寸為550x550x750mm(長(zhǎng)x寬x高)。從不到1米到1.5米的長(zhǎng)度測(cè)量，龍必須被分割成五個(gè)不同的部分用于打印：頭部，中心體，左翼，右翼和尾部。
根據(jù)估計(jì)，一條1.5米長(zhǎng)的龍需要大約18個(gè)小時(shí)才能打印出來(lái)。總體而言，全部構(gòu)建（建模，打印，后期處理，繪畫，燙金）花了大約一年的時(shí)間。
每條龍都是空心的，由公司標(biāo)準(zhǔn)的DuraForm SLS材料制成，PA 12尼龍具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和抗拉強(qiáng)度。在到達(dá)寶塔之前，用這種材料打印的3D龍?jiān)谟?guó)的BAE系統(tǒng)公司進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)。通過(guò)該測(cè)試產(chǎn)生的完成設(shè)計(jì)意味著在強(qiáng)風(fēng)下龍將毫發(fā)無(wú)損。
除了輕量化之外，3D打印還確保每條龍都能保留一些個(gè)性。總的來(lái)說(shuō)，主龍?jiān)O(shè)計(jì)上有18個(gè)3D打印版本，圖中的左右鏡像保留了格魯吉亞的對(duì)稱性。
每條龍，以項(xiàng)目中涉及的工程師之一的名義進(jìn)行個(gè)性化。每件作品也都用序列號(hào)進(jìn)行3D打印，以幫助組裝。

大揭秘 由于客戶的機(jī)密性，制作龍的成本的確切細(xì)節(jié)仍然未公開，但 3D Systems Europe的區(qū)域銷售經(jīng)理Simon Hammond表示是“六位數(shù)”。
“我們經(jīng)常看到3D打印技術(shù)應(yīng)用于新的創(chuàng)新，當(dāng)我們有機(jī)會(huì)創(chuàng)造歷史時(shí)，這是非常令人興奮的，”3D Systems的塑料和按需制造高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Phil Schultz評(píng)論道。“通過(guò)與歷史悠久的皇家宮殿的合作，我們能夠?qū)⑿录夹g(shù)帶入歷史性的里程碑 —— 將其恢復(fù)到昔日的宏偉，并幫助確保未來(lái)幾代人都能目睹其風(fēng)采。”
“這證明了我們的隨需應(yīng)變制造團(tuán)隊(duì)的能力和專業(yè)知識(shí)，”他補(bǔ)充道。“我們的全套耐用材料，3D打印技術(shù)，逆向工程軟件 和實(shí)用專業(yè)知識(shí)使我們能夠創(chuàng)建定制解決方案，無(wú)論客戶的需求多么獨(dú)特。”據(jù)了解，聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)于2018年7月13日重新向公眾開放。