3D-Druck in der Restaurierung?

Dreidimensionales Fused Deposition Modelling Druckverfahren im Kulturgüterschutz?

Evaluierung von Druckmaterialien und Anwendungsbeispielen

KURZDARSTELLUNG: Die technische Entwicklung und Verfügbarkeit von Low-Cost-3D-Druckverfahren auf der Basis des Fused Depositon Modelling (FDM)-Verfahrens schreitet ständig voran und es stellt sich die Frage, ob sich diese Technologie auch für die Restaurierung eignen könnte. Durch das Fused Depositon Modelling sind die Druckmaterialien auf thermoplastische Kunststoffe beschränkt, deren Objektverträglichkeit mit Kulturgütern noch nicht bekannt ist. Daher beschäftigt sich das vorliegende Projekt im Rahmen des Masterstudiengangs Konservierung und Restaurierung an der HTW Berlin mit der Materialanalyse der Druckmaterialien und einer Evaluierung des FDM-Druckverfahrens anhand von praktischen Beispielen.

EINFÜHRUNG
Die zunehmende Verfügbarkeit kostengünstiger 3D-Druckverfahren, wie das Fused Deposition Modelling (FDM), bietet auch den Akteuren im Kulturgüterschutz diverse Anwendungsmöglichkeiten: so können an fragilen und schwer handhabbaren Objekten im Zuge restauratorischer Maßnahmen komplexe Ergänzungen erstellt werden, die mittels herkömmlicher Verfahren (Abformungen) oftmals nur unter erschwerten Bedingungen zu realisieren oder in ihrer Ausführung objektgefährdend sind. Für den Ausstellungsbereich bietet das FDM ebenfalls interessante Perspektiven, wie die Erstellung virtueller Montage- und Stützkonstruktionen, die die (virtuelle) Präsentationsvorbereitung an Exponaten maßgeblich unterstützt.

Problemstellung
Zunächst erfolgt die Erfassung der Objektform und -dimension sowie Oberflächengestaltung mittels Streifenlichtprojektionsscanner, die eine Darstellung sehr präziser virtueller Modelle per Bildbearbeitungsprogramm ermöglicht.
Je nach Fragestellung können im Anschluss perfekt an die Objekte und Exponate angepasste digitale Lösungen erstellt und mittels 3D-Drucker im Extrusionsverfahren hergestellt werden.

Aktuell ist das Angebot an thermoplastischen Druckfilamenten sehr groß und laufend werden neue Produkte auf dem Markt gebracht, die die unterschiedlichsten Anwendungen ermöglichen sollen. Jedoch liegen zu diesen Produkten in vielen Fällen keinerlei Langzeiterfahrungen bezüglich Stabilität und/oder Gesundheits-verträglichkeit vor – vor allem ist die Unbedenklichkeit im Zusammenhang mit wertvollen Kulturgütern bisher unerforscht.
Ziel des Forschungsprojektes ist es, die für den Einsatz im Kulturgüterschutz geeignet erscheinenden Druckfilamente hinsichtlich objektschädigender Komponenten zu untersuchen (Titelbild).

Methodik
Um die Kompatibilität der Druckmedien mit musealen Sammlungsobjekten und Exponaten zu ermitteln, werden die Filamente mittels unterschiedlicher Analyseverfahren, unter anderem dem Indikatortest nach Oddy [1]sowie unterschiedlichen Verfahren der Chromatographie [2] , systematisch geprüft. Zur Evaluation der Analysen an praktischen Anwendungsbeispielen, werden sowohl Objektergänzungen vorgenommen, als auch Präsentationshilfen mittels FDM produziert und ihre Interaktionen mit den historischen Objektmaterialien unter Laborbedingungen dokumentiert.

Ergebnisse
Im Ergebnis entsteht ein erster Überblick zur Zusammensetzung der noch weitestgehend unbekannten Druckmedien und wird die damit einhergehende Fragestellung der Objektverträglichkeit und eines möglichen Einsatzes der 3D-Druckverfahren im Kulturgüterschutz ausgelotet. Sollten sich einige der Druckmedien als geeignet für die Anwendung im Kulturgüterschutz herausstellen, wird hieraus ein den Museen und Sammlungen zugängliches Verzeichnis erarbeitet, das die praktischen Anwendungsmöglichkeiten skizzieren und eine Weiterentwicklung des Verfahrens maßgeblich stützen wird.

Link zum Poster

Literatur
Robinet, Laurianne and Thickett, David:
A New Methodology for Accelerated Corrosion Testing, Studies in Conservation, Heftnr. 48, 263-268, 2003.
Skoog, A. Douglas; Holler, F. James and Crouch, R. Stanley: Instrumentelle Analytik, Grundlangen – Geräte – Anwendungen. Springer Verlag, Berlin, 20136.

Mag. Phil. Irene Pamer B.A. (Rest.)*, Prof. Dr. Alexandra Jeberien**

* Masterstudiengang Konservierung und Restaurierung, Fachbereich Gestaltung, Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, ipamer@hotmail.de
** Studiengang Konservierung und Restaurierung / Grabungstechnik, Fachbereich Gestaltung, Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, alexandra.jeberien@htw-berlin.de