古化石新科技的碰撞丨看SLS 3D打印如何復原巨頦虎頭骨
王仁斌先生是一位香港專業(yè)建筑設計師，自1994年在上海逛城隍廟古玩市場買下第一塊恐龍化石后就與古化石結(jié)緣，開始了長達20多年的收藏和鉆研，并在紹興柯橋古鎮(zhèn)出資建造了盤古化石館，從自己三四千件的化石收藏中精選了2000余件運到館中展覽。
王仁斌老師與柯橋盤古化石館
如今在盤古化石館里展出的這2000余件化石，大部分是王老師自己親手修復出來的，在王老師的化石修復室里，我們可以看到空壓機、氣動筆等各種各樣的專業(yè)工具，以及很多未修復的化石。同時，王老師還善于使用新技術，多年前王老師就開始了解并利用數(shù)字化技術來提高修復工作效率。
這次王老師就希望能使用三維掃描和SLS 3D打印技術來幫助進行巨頦虎頭骨的修復相關工作。“巨頦（kē）虎”拉丁學名為Megantereon，意思是巨大的下頦，主要化石產(chǎn)地在非洲、亞歐大陸、北美洲，生存于早上新世（距今約600萬年前）到中更新世（距今幾十萬年前）。
巨頦虎屬于貓科中的劍齒虎亞科，是劍齒虎中最早被研究的類型。1824年，法國古生物學泰斗居維葉根據(jù)一些上犬齒化石為其定名，當時還以為是某種熊類。過去曾將其譯為“巨劍齒虎”，但它們其實是劍齒家族中的小個子，只是頭和劍齒與身體相比顯得很大，因此現(xiàn)在的名稱——巨頦虎更為名副其實。
巨頦虎復原畫
由于這個巨頦虎頭骨模型內(nèi)部有很多空腔結(jié)構(gòu)，而且模型將會直接做展件使用，所以這次任務要求打印的模型必須具備良好的精度、耐久性、不怕磕碰和運輸，并且不能添加支撐結(jié)構(gòu)。接到王老師的委托后，盈普的工程師對巨頦虎化石修復模型進行了評估和三維掃描，以獲取其三維數(shù)據(jù)。該模型一方面可以用于3D打印，另一方面能夠作為電子數(shù)據(jù)資產(chǎn)進行歸檔，未來建立線上數(shù)字化博物館和其他用途使用。
盈普工程師與王老師現(xiàn)場技術交流
結(jié)束對化石的掃描和修復后，我們馬上使用盈普通用尼龍12材料進行激光燒結(jié)3D打印，整個預處理和打印任務在5小時內(nèi)就完成了，得益于SLS技術無需支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，還有盈普設備的專利主動冷卻技術，以及高集成度的零件粉體全性能處理工作站，使得模型冷卻和清粉效率極大提高。打印的巨頦虎模型表面光滑細膩，顏色亮白，仿佛讓我們感受到了600萬年前這種捕食者的兇猛和可怕。
打印后的巨頦虎化石模型
打印后我們對模型進行了再次掃描，全尺寸檢測的結(jié)果顯示，激光燒結(jié)技術打印這類復雜曲面化石模型的精度是比較高的，可以滿足化石修復工作的任務要求，并且相對其他3D打印技術來說，模型的強度和耐久性更有優(yōu)勢，SLS在數(shù)字化考古修復領域有很好的應用價值。
打印的巨頦虎化石模型全尺寸精度檢測結(jié)果
王老師對我們掃描和打印工藝的效率和質(zhì)量給與了很高的評價，另外在王老師看來，化石修復是一個不斷追尋正確答案的過程。
“這是一件有趣的事，通過尋找資料修復的過程，引領大家去了解腳下的地球，了解它在遠古時期經(jīng)歷過什么。”
在盤古化石館里，還有專門的科普教學區(qū)和手作空間。每月都會定期開設多堂古生物課程，不定期邀請國內(nèi)外的專家，系統(tǒng)講解關于古生物的科學知識。同時，有興趣的人還可以自己動手做一個化石模型。未來王老師計劃還會以博物館的形式，向更多城市進行化石科普。
“獨樂樂不如眾樂樂。將這些私藏展現(xiàn)于大眾面前，是為了讓更多的人可以從美學的角度去看待古生物化石，領略到生命之美，共同開啟地球‘迷宮’。”
