CN111703070B - 一种可拆解式文物修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可拆解式文物修复方法，不使用热熔胶等材料对文物进行临时固定，也不使用泥土等材料对文物进行接触式的翻模，而是通过3D扫描、借助逆向工程的计算机技术制得支撑物白模，且不将支撑物白模直接用于文物碎片支撑，而是将其进一步作为模具，通过手工矫正来得到精度更好的新内支撑；既避免了热熔胶对保存状态差、丧失金属基体而腐蚀殆尽的文物碎片的损害，又可将对文物本体的干预降到最低，避免翻模过程中对文物造成损坏。各个碎片、文物支撑物之间通过卡扣连接，文物碎片受力均匀，可以反复拆解和组装，无需借助粘接剂和鱼线，且装配精度好，拆解和组装快捷简便，能够最大限度的满足上述当代文物修复理念要求，实用性强。

Description

一种可拆解式文物修复方法

技术领域

本发明涉及文物保护技术领域，特别是涉及一种可拆解式文物修复方法。

背景技术

考古出土的文物通常会残缺和破碎，需要通过文物修复，使其恢复完整的造型，一方面便于文物的保存，另一方面也有利于文物的展示陈列。目前，国际通行的文物修复理念要求文物修复具有安全耐久性、可辨识性、可再处理性和最小干预，以保证文物的完整性和真实性。现有修复方法对于破碎文物，通常需要对碎片进行粘接甚至焊接，以便恢复器物造型完整。修复的安全耐久性和可辨识性通常容易办到，但是，无论焊接还是粘接，对文物的干预程度都难以控制在“最小”程度。使用高温焊接法连接碎片后，破碎文物便无法再被拆解，使得修复的可再处理性几乎不在。使用锡焊法等低温焊接法，需要在断口两侧磨锉焊口以露出新鲜铜质，对文物的干预较大。使用粘接法连接碎片，对文物的干预程度虽然最低，但所用高分子材料的粘接剂随着日久老化，其溶解性降低，也变得不易拆解，使修复过的文物的可再处理性受到限制。

现有的“一种内支撑捆绑式的文物修复方法”，需要使用热熔胶棒对文物碎片进行临时固定，以便复原器型；还需要在文物内部填充泥土，形成内部支撑的泥质模型。对于质地坚硬、保存状态较好的文物碎片，这样的做法尚无问题。然而，一些出土文物碎片腐蚀严重，丧失金属基体而腐蚀殆尽，使用热熔胶棒临时固定文物碎片后，热熔胶棒难以剥落，会将文物碎片表层黏掉而造成文物碎片的进一步损坏。同时，在文物内部填充泥土的方法，也不适合于丧失金属基体而腐蚀殆尽的文物，泥土及其所含水分会渗透进入文物碎片，造成其进一步的腐蚀，加速其劣化速率，缩短文物寿命。另外，该现有方案中的“利用包括鱼线在内的透明且强度大的线将各残片固定于所述内支撑模型的相应位置”，亦即将文物碎片进行捆绑固定的方法，虽然使得修复后的文物具有较好的可再处理性，但是，反复的拆解和装配过程中，捆绑仍然不够便利，而且鱼线等材料通常具有一定的弹性，影响捆绑固定的精度。如果是丧失金属基体而腐蚀殆尽的脆弱文物的碎片，通过鱼线捆绑的方式进行固定，也很容易造成文物碎片的进一步损坏。

综上所述，文物作为不可再生的文化和历史资源，一旦经历不当修复，便会损害其历史信息的真实性和相对完整性，影响文物的价值发掘和内涵阐释。因此，使文物修复严格按照当代文物修复理念所提出的安全耐久性、可辨识性、可再处理性和最小干预原则至关重要。基于此，本发明提出一种可拆解式的文物修复方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可拆解式文物修复方法，能够最大限度的满足上述当代文物修复理念要求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种可拆解式文物修复方法，主要包括如下步骤：

步骤1：通过对文物各碎片进行3D扫描及逆向工程并完成3D打印制得文物的内支撑白模；

步骤2：将步骤1中的所述内支撑白模作为模具，通过手工造型和矫正，得到与碎片匹配度高的新内支撑；所述新内支撑的制作方法如下：

步骤2.1：用牙科蜡片衬托于碎片的封闭型或半封闭型缺口内侧，并用止血夹临时夹持，使蜡片与文物碎片的内壁贴合；

步骤2.2：向暴露的蜡片表面涂挂高分子补全材料，使缺口补全；

步骤2.3：在所述内支撑白模的表面喷涂分型剂；

步骤2.4：将PSI胶片铺设于所述内支撑白模的一侧，按压使胶片与所述内支撑白模贴合，并减去多余部分，使PSI胶片与所述内支撑白模边缘形状一致；

步骤2.5：待PSI胶片未硬化定型时，将PSI胶片与缺口补全后的碎片的内壁贴合，并用止血夹临时夹持，以矫正PSI胶片的弧度与形状，直到PSI胶片硬化定型，制得碎片的内支撑模片；

步骤2.6：按照步骤2.1-2.5，依次制得与所有碎片的内支撑模片，并将各内支撑模片拼合后，使用安特固环氧树脂胶从内壁接缝粘接各内支撑模片，制得碎片内支撑；

步骤2.7：使用安特固环氧树脂胶修补所述碎片内支撑的外壁接缝处；

步骤2.8：根据各碎片形状制作若干补全模件，所述补全模件的制作步骤如下：

步骤2.8.1：在内支撑的表面贴3M醋酸纤维素薄膜作为防粘层，并将各碎片及内支撑安装在内支撑的对应位置；

步骤2.8.2：将PSI胶片铺设在碎片周围，依次制得补全模件，且补全模件的厚度与碎片一致；所有碎片与所述补全模件拼合后即可获得完整文物造型；

步骤2.8.3：将所有碎片和部件进行预拼装试验后，将不影响碎片从内支撑上反复拆解组装的补全模件使用安特固环氧树脂胶粘贴在内支撑表面，制成贴附有固定补全模件的新内支撑；

步骤2.8.4：影响碎片反复拆解和组装的补全模件，以能够反复拆解和组装的方式安装到所述新内支撑的对应位置。

可选的，步骤1中文物的碎片包括碎片a、碎片b和碎片c。

可选的，若所述碎片a包含底座，则步骤1制得的所述内支撑白模包括侧壁支撑结构和用于组装在所述侧壁支撑结构底部的底部支撑结构，除步骤2.6制得的所述碎片内支撑外，还需制作与所述底部支撑结构对应的底部模片；所述底部模片的制作方法如下：

步骤2.6.1：拆掉所述碎片b，将所述碎片内支撑与所述碎片a的内壁紧密接触，并在所述碎片a的底座上顶面铺设一层聚四氟乙烯薄膜，将PSI胶片铺设于薄膜表面并与所述碎片内支撑中各模片的底边粘合；

步骤2.6.2：再次将所述碎片b夹持到原位置，将尚未硬化定型的PSI胶片衬托于所述碎片b另一侧内壁，调整PSI胶片的角度和弧度，使PSI胶片与所述碎片b内壁贴合，PSI胶片硬化定型后，使用安特固环氧树脂胶将PSI胶片与之前支撑的内支撑模片从内壁接缝处粘合；

步骤2.6.3：底部模片与所述碎片内支撑完成合龙后，切去多余部分，使用安特固环氧树脂胶修补模片外壁接缝处。

根据权利要求2所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：

步骤2.6.1：拆掉所述碎片b，将所述碎片内支撑与所述碎片a的内壁紧可选的，除所述底部模片外还需制作底部碎片托块，制作方法如下：

步骤2.6.4：在所述碎片a的底座的底部碎片立壁铺设聚四氟乙烯薄膜，然后将尚未硬化定型的PSI胶片贴于底部碎片立壁，用止血夹临时夹持立壁与PSI胶片，直到PSI胶片硬化定型，撤去止血夹；

步骤2.6.5：在底部碎片的底面铺设聚四氟乙烯薄膜，并使底座底部中央突出的浇口残留露出，在薄膜表面铺设PSI胶片，待其凝固，制得底部碎片托块。

可选的，步骤2.8.4中影响碎片反复拆解和组装的补全模件，通过如下方式安装：

步骤2.8.4.1：在所述新内支撑和各补全模件上分别***并粘接L形黄铜卡扣；

步骤2.8.4.2：在所述新内支撑上用于安装补全模件的位置的顶沿***并粘接黄铜销钉，然后将黄铜帽套入销钉；

步骤2.8.4.3：在黄铜帽周围贴3M醋酸纤维素薄膜作为防粘层；

步骤2.8.4.4：将补全模件装配到所述新内支撑上，定准位置后，使用钻头钻孔，然后拆掉补全模件，再使用铣刀在钻孔位置铣出不穿透所述新内支撑的圆槽，圆槽内植入螺母，再次将补全模件与所述新内支撑装配，并用螺丝固定底部，另用胶带固定顶端，确保补全模件与所述新内支撑之间不会发生相对位移；

步骤2.8.4.5：使用瓦楞纸作为造型模板，围合补全模件的顶断面，使用票夹夹持瓦楞纸和所述新内支撑；

步骤2.8.4.6：使用PSI胶填充在造型模板区域，PSI胶与补全模件顶断面粘连，所述黄铜帽被埋入，等待PSI胶硬化定型；

步骤2.8.4.7：拆除补全模件并清理黄铜销钉周围的防粘层胶带，完成补全模件的加工，补全模件通过黄铜销钉和插孔，能够悬挂于所述新内支撑并可反复拆解组装。

可选的，步骤2.8.4中影响碎片反复拆解和组装的补全模件，通过螺丝螺母与所述新内支撑装配，装配过程如下：

步骤2.8.4.8：首先将补全模件临时固定于所述新内支撑的预定位置，选配螺丝螺母，使用钻头在补全模件上下两端钻透孔；

步骤2.8.4.9：拆下补全模件和与补全模件配对的碎片，以所钻透孔为圆心，使用铣刀在所述新内支撑上铣圆槽；

步骤2.8.4.10：将与补全模件配对的碎片放置回原位，将螺丝螺母装配于补全模件，并在补全模件背面喷涂分型剂，在所述新内支撑上的圆槽内填充安特固环氧树脂胶，在环氧树脂胶固化定型之前，将装配了螺丝螺母的补全模件临时固定于所述新内支撑上的相应位置；

步骤2.8.4.11：数小时后，安特固环氧树脂胶达到最高强度后，所述新内支撑上的安装螺母预埋成功，旋开螺丝即可将补全模件拆解，旋入螺丝即可将所述新内支撑安装固定。

可选的，步骤2.8.4.11之后还可进行如下操作：

步骤2.8.4.12：使用纸板做出需要安装外部支撑卡扣部位的造型模板，造型模板顶端接触之前已经安装好的螺丝，用记号笔在步骤2.6.5制得的底部碎片托块上标记造型模板的底端位置并钻若干插孔；

步骤2.8.4.13：外部支撑卡扣使用黄铜锻造成形，外部支撑卡扣顶端开孔，使用螺丝将外部支撑卡扣的顶端连接在通过螺丝螺母装配好的补全模件上，外部支撑卡扣的下部***所述底部碎片托块的底部插孔；

步骤2.8.4.14：重复上述步骤2.8.4.12-步骤2.8.4.13，依次将所有补全模件均通过外部支撑卡扣进行外固定。

可选的，所述PSI胶片为PSI薄片，制作方法如下：

将PSI速成铜胶棒切取适量并揉捏均匀后，用圆柱形木棍擀成薄片，为防止PSI胶片与操作台面粘连，可在台面铺设一张聚四氟乙烯布；为保证PSI胶片厚薄均匀，可在木棍两侧铺设木片，木片的厚度即为制成的PSI胶片厚度。

可选的，步骤1中所述内支撑白模的制作步骤如下：首先使用3D扫描仪对文物进行数据采集，配合3D数据采集和后处理软件，得到文物的点云数据；之后使用数据处理软件对三维扫描所得数据进行处理，通过逆向建模，得到文物内部支撑的3D数据；最后将所得三维CAD模型数据转换为STL文件，然后使用3D打印机配合光敏树脂叠层成型，得到所述内支撑白模。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的可拆解式文物修复方法，不使用热熔胶等材料对文物进行临时固定，而是通过3D扫描所得文物造型数据进行处理，避免了热熔胶对保存状态差、丧失金属基体而腐蚀殆尽的文物碎片的损害；本发明也不使用泥土等材料对文物进行接触式的翻模，而是借助逆向工程的计算机技术，得到所需文物内支撑造型的数据信息，可将对文物本体的干预降到最低，避免翻模过程中对文物造成损坏；同时，本发明中各个碎片、文物支撑物之间通过卡扣连接，文物碎片的受力均匀，碎片可以反复拆解和组装，无需借助粘接剂，也无需使用鱼线捆绑，且文物碎片的装配精度好，拆解和组装快捷简便，能够最大限度的满足上述当代文物修复理念要求，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中的示例文物及其3D打印内支撑白模的结构图；

图2-1为从底部观察实施例一碎片a形态图；

图2-2为在计算机内使用逆向工程处理软件求得的碎片a’与支撑模块B’，在理论状态下的装配图：

图2-3为实施例一中内支撑白模与碎片a的实际装配效果图；

图3为实施例一步骤2的执行示意图；

图4为实施例一步骤3的执行示意图；

图5为实施例一步骤4的执行示意图；

图6为实施例一步骤5的执行示意图；

图7为实施例一步骤6的执行示意图；

图8为实施例一步骤7的执行示意图；

图9为实施例一步骤8的执行示意图；

图10为实施例一步骤9的执行示意图；

图11为实施例一步骤10的执行示意图；

图12为实施例一步骤11的执行示意图；

图13为实施例一步骤12的执行示意图；

图14为实施例一步骤13的执行示意图；

图15为实施例一步骤14的执行示意图；

图16为实施例一步骤15的执行示意图；

图17为实施例一步骤16的执行示意图；

图18为实施例一步骤17的执行示意图；

图19为实施例一步骤18的执行示意图；

图20为实施例一步骤19的执行示意图；

图21为实施例一步骤20的执行示意图；

图22为实施例一步骤21的执行示意图；

图23为实施例一步骤22的执行示意图；

图24为实施例一步骤23的执行示意图；

图25为实施例一步骤24的执行示意图；

图26为实施例一步骤25的执行示意图；

图27为实施例一步骤26的执行示意图；

图28为实施例一步骤27的执行示意图；

图29为实施例一步骤28的执行示意图；

图30为实施例一步骤29的执行示意图；

图31为实施例一步骤30的执行示意图；

图32为实施例一步骤31的执行示意图；

图33为实施例一步骤32的执行示意图；

图34为实施例一所修复文物的全部部件拆解后的状态图；

图35为文物装配步骤一的执行示意图；

图36为文物装配步骤二的执行示意图；

图37为文物装配步骤三的执行示意图；

图38为文物装配步骤四的执行示意图；

图39为文物装配步骤五的执行示意图；

图40为文物装配步骤六的执行示意图；

图41为实施例一修复后文物的各个立面效果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1-41所示，本实施例提供一种可拆解式文物修复方法，主要包括如下步骤：

步骤1：如图1所示为一件示例文物及其3D打印内支撑白模。文物破碎变形和残缺严重，a、b、c为文物碎片，A、B是通过对碎片a、b、c的3D扫描及逆向工程并完成3D打印所得白模侧壁和白模底座(以下简称A、B)。内支撑白模的具体制作步骤如下：

首先使用Artec 3D扫描仪对文物进行数据采集，配合Artec Studio 11Professional 3D数据采集和后处理软件，得到文物的点云数据；之后使用Geomagic数据处理软件对三维扫描所得数据进行处理，通过逆向建模，得到文物内部支撑的3D数据；最后将所得三维CAD模型数据转换为STL文件，然后使用3D打印机配合光敏树脂叠层成型，得到文物内支撑白模。

由于文物内壁质地粗糙，且破碎变形严重，通过3D扫描、逆向工程和3D打印所得内支撑物，与文物碎片之间装配精度较差。如图2-1所示为从底部观察到的碎片a形态；如图2-2所示为在计算机内使用逆向工程处理软件求得的碎片a’与支撑模块B’，理论状态下，两者装配误差如箭头所示，应为零，支撑模块应与文物碎片严密贴合；如图2-3所示为3D打印后所得白模支撑模块B与文物碎片a之间的实际装配效果，两者间的装配误差如箭头所指，误差较大而无法贴合，无法将3D打印模块直接用作文物支撑块。

这是3D扫描及逆向工程软件的误差及计算能力限制所致。所得3D打印件不能直接用做文物修复的内部支撑部件，但是可以用其作为原模，配合手工造型和矫正，进而制得匹配度高的新内支撑，用于文物修复。具体方法如下：

步骤2：如图3所示，为了增强文物碎片a强度，并防止碎片在随后与内支撑模具组装时发生卡模，首先将封闭型或半封闭型缺口补全。具体做法是用牙科蜡片y衬托于封闭型或半封闭型缺口内侧，并用止血夹z临时夹持，使蜡片与文物内壁贴合。

步骤3：如图4所示，向暴露的蜡片表面涂挂高分子补全材料(图中标记三角形区域)，使缺口补全。局部补全后，缺口形状的空间开放性更高。

步骤4：如图5所示，将3D打印所得白模倾倒摆放，在其表面喷涂分型剂。

步骤5：如图6所示，将美国普施公司生产的PSI速成铜胶棒切取适量并揉捏均匀后，用圆柱形木棍w擀成薄片，为防止PSI胶片(三角形标记区域)与操作台面粘连，可在台面铺设一张聚四氟乙烯布u，为保证PSI胶片厚薄均匀，可在木棍两侧铺设木片x，x厚度即为制成的PSI胶片厚度。

步骤6：如图7所示，将PSI胶片铺设于3D打印白模A的一侧，适度按压，使胶片与白模贴合，减去多余部分，使胶片与白模边缘形状一致(三角形标记区域)，在PSI胶片硬化定型前需将其脱模，以进行下一步。

步骤7：如图8所示，为矫正PSI胶片的弧度与形状，待其未硬化定型时，将其与文物碎片b的内壁贴合，并用止血夹临时夹持，直到PSI胶片硬化定型。碎片b的其中一片内支撑模片制作完成。

步骤8：如图9所示，依照步骤4-7的原理，制得碎片a的两片内支撑模片；将夹持着碎片b的模片与夹持着碎片a的另外两个模片拼合，并确保a、b两个碎片的断口对齐。

步骤9：如图10所示，使用安特固环氧树脂胶v，从内壁接缝粘接三块模片。

步骤10：如图11所示，制作底部模片。具体做法是：先拆掉被止血夹夹持的碎片b，使三块被粘合的模片与碎片a内壁严密接触；之后在碎片a底面铺设一层聚四氟乙烯薄膜u，将擀平的PSI胶片(三角形标记处)铺设于薄膜表面并与另外三块模片粘合。

步骤11：如图12所示，再次将碎片b夹持到原位置，将尚未硬化定型的第四块PSI胶片衬托于碎片b另一侧内壁，调整胶片角度和弧度，使其与碎片b内壁贴合；为防止PSI胶片变形陷落，使用若干纸团或吹大到合适尺寸的气球支撑；PSI胶片硬化定型后撤去支撑物，并将其与之前的模片粘合，依然使用安特固环氧树脂胶从内壁接缝处粘合；各个模片完成合龙后，切去多余部分(图中斜线标记区域)。

步骤12：如图13所示，使用安特固环氧树脂胶修补模片外壁接缝处，待树脂尚未固化定型时，用刮刀将其修抹均匀。

步骤13：如图14所示，修补树脂硬化定型后，用砂纸打磨平滑。

步骤14：如图15所示，底部碎片托块的制作。具体做法是：首先用聚四氟乙烯薄膜铺设在底部碎片四立壁；然后将尚未硬化定型的PSI胶片贴于底部碎片立壁，用止血夹临时夹持立壁与胶片(图中三角形标记位置)，直到胶片硬化定型，撤去止血夹。

步骤15，如图16所示，先在底部碎片底面铺设聚四氟乙烯防粘薄膜，使底部中央突出的浇口残留露出，再薄膜表面铺设PSI胶片，待其凝固，完成底部碎片托块的制作。

步骤16，如图17所示，在文物碎片的内支撑模块表面贴3M醋酸纤维素薄膜作为防粘层t。将PSI胶片铺设在文物碎片周围，制得补全模件，使其厚度与文物碎片一致。

步骤17：如图18所示，依照上述原理制得另外几片补全模件。至此，文物的全部内支撑和补全模件制作完成。其中，a、b、c为文物碎片，A1为文物碎片的新内支撑，B1为底部支撑托块(以下简称B1)，a1、b1、c1、c2、d1为树脂补全模件。所有的文物碎片与补全模件拼合后即可获得完成的文物造型。

步骤18：如图19所示，将上图所有碎片和部件进行预拼装试验后，将不影响文物碎片从内支撑上反复拆解组装的a1、c1、d1补全模件粘贴在内支撑表面，粘贴时使用安特固环氧树脂胶。最终得到贴附有固定补全模件的新内支撑A1(以下简称A1)，在其上***并粘接L形黄铜卡扣k3，在补全模件b1和c2上分别***并粘接L形黄铜卡扣k1、k2。

步骤19：如图20所示，b1补全模件的拆装影响到文物碎片的b的反复拆解和组装，因此需要确保b1补全模件可以反复从A1上拆解和组装。实现方法是：首先在如图位置***并粘接黄铜销钉k4、k5，然后将黄铜帽k6、k7套入销钉。

步骤20：如图21所示，在黄铜帽周围贴3M醋酸纤维素薄膜作为防粘层。

步骤21：如图22所示，将补全模件b1装配到A1上，定准位置后，使用钻头x1钻孔，孔径略大于即将使用的k8和k9螺丝的横截面直径。然后拆掉b1，再使用铣刀x2在A1上钻孔位置铣出不穿透的圆槽，圆槽直径略大于k8和k9螺母。将k8、k9螺母植入A1，具体方法后文图27-28另有详述。再次将b1与A1装配，用螺丝k8、k9将两者下部固定，另外使用胶带固定两者顶端。确保A1与b1之间不会发生相对位移。

步骤22：如图23所示，使用瓦楞纸作为造型模版，使其围合b1顶断面，使用票夹夹持瓦楞纸和A1并使两者不会发生相对位移。

步骤23：如图24所示，使用PSI胶填充在造型模版区域，PSI胶与b1顶断面粘连，黄铜帽k6、k7被埋入。等待PSI胶硬化定型。

步骤24：如图25所示，拆除b1并清理插销周围的防粘层胶带，完成b1的加工。b1补全模件通过黄铜销钉和插孔，可以悬挂于A1上并可反复拆解组装。

步骤25：如图26所示，文物碎片c的拆装取决于补全模件c2的拆装，因此需要螺丝螺母与A1装配。首先将c2临时固定于预定位置，选配螺丝螺母k10和k11，使用钻头x1在c2上下两端钻透孔，孔径等于K10和k11螺丝横截面直径。

步骤26：如图27所示，拆下文物碎片c和补全模件c2，以上一步所钻透孔为圆心，使用铣刀x2，在A1上铣槽，铣刀直径略大于螺母k10和k11的横截面直径。

步骤27：如图28所示，将文物碎片c放置回原位，将螺丝螺母k10及k11装配于补全模件c2，并在c2背面喷涂分型剂，在A1上的圆槽G内填充安特固环氧树脂胶，在环氧树脂胶固化定型之前，将装配了螺丝螺母的c2临时固定于A1上的相应位置。数小时后，环氧树脂胶达到最高强度后，A1上的安装螺母预埋成功。旋开螺丝k10、k11，可将补全模件c2拆解，旋入螺丝可将c2安装固定。c2安装后，碎片c被限制位移，之前步骤安装的所有碎片和补全模件也被稳定固定，因此c2是拆解和装配的第一关键“机关”。

步骤28：如图29所示，使用纸板做出需要安装外部支撑卡扣部位的造型模版p1，其顶端接触之前已经安装好的螺丝k11，用记号笔在B1上标记p1底端位置并钻孔。

步骤29：如图30:外部支撑卡扣的正面及侧面形状，及其造型模版p1；卡扣使用黄铜锻造成形，有良好的刚性和支撑强度；其顶端开孔，孔径与螺丝k11横截面直径一致。

步骤30：如图31所示，使用螺丝将外部支撑卡扣k12的顶端连接在器物上，k12下部***底部支撑托块B1上的插孔。

步骤31：如图32所示，使用螺丝将外部支撑卡扣k14的顶端连接在器物上，k14下部***底部支撑托块B1上的插孔。K13安装方法亦复如是。外部支撑卡扣安装后，底部支撑托块B1与器物整体连接牢固。

步骤32：如图33所示，外部支撑卡扣k12～13安装后的器物受力效果。将碎片a拆掉后，整个器物除底部支撑托块B1之外的部分依然可以被外部支撑卡扣k12～14悬空支撑。器物的大部分重量被外部支撑卡扣k12～14传递到底部支撑托块B1并传导向放置器物的展台上，防止文物碎片a底部受过大压力而损坏。

如图34所示，为所修复文物的全部部件拆解后的状态，具体装配步骤如下：

如图35所示，装配第一步：将文物碎片a与内支撑A1装配后，放置在底部托块B1上。

如图36所示，装配第二步：将文物碎片b用手扶持于内支撑A1的相应位置。

如图37所示，装配第三步：另一手将补全模件b1悬挂于A1口沿上的销钉上。

如图38所示，装配第四步：b1安装到位后，使用k8和k9螺丝将外部支撑黄铜卡扣k13和k14一端固定、另一端***B1侧面插孔。

如图39所示，装配第五步：一手扶持文物碎片c，使其固定在内支撑A1上的相应位置，另一手将补全模件c2嵌入相应位置。

如图40所示，装配第六步：使用螺丝k10将c2顶端固定，使用螺丝k11固定外部支撑k12顶端，并将k12底部***B1。

如图41所示，修复后文物的各个立面效果。

文物碎片需要拆解时，倒序操作上述装配步骤即可。

由此可见，本实施例的文物修复方法具有如下优点：

1.使用逆向工程软件制得文物内支撑物，不同于传统修复需要接触文物进行翻模的方法。

2.使用3D打印制得文物的内支撑物，但不将其直接用于文物碎片的支撑，而是将其进一步作为模具，通过手工矫正，得到精度更好的新的内支撑。

3.文物碎片、支撑物和卡扣可以连接为整体，使修复后的文物具有造型完整性和机械稳定性。

4.文物碎片、支撑物和卡扣之间不使用焊接和粘接，可方便地将文物碎片拆解，使文物最大限度地恢复到破碎状态，便于对其进行研究或再次维护保养。

5.该方法使得修复具有最小干预、可再处理性、安全耐久性、可辨识性，符合国际通行的文物保护原则。

6.黄铜锻造的外部支撑卡扣，既可以将文物碎片及内部支撑的大部分重量传递到摆放文物的展台上，防止文物底部碎片受到重压而发生进一步损坏，又可以防止文物碎片脱落。

7.不同于常见的文物外部支架，本发明所用黄铜外部支撑卡扣贴合器物外壁，隐形效果更好，在保证文物碎片稳定的同时，不影响文物的展陈效果，不会像常见的外部支架那样干扰文物本体的视觉主体地位。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可拆解式文物修复方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：通过对文物各碎片进行3D扫描及逆向工程并完成3D打印制得文物的内支撑白模；

步骤2：将步骤1中的所述内支撑白模作为模具，通过手工造型和矫正，得到与碎片匹配度高的新内支撑；所述新内支撑的制作方法如下：

步骤2.1：用牙科蜡片衬托于碎片的封闭型或半封闭型缺口内侧，并用止血夹临时夹持，使蜡片与文物碎片的内壁贴合；

步骤2.2：向暴露的蜡片表面涂挂高分子补全材料，使缺口补全；

步骤2.3：在所述内支撑白模的表面喷涂分型剂；

步骤2.4：将胶片铺设于所述内支撑白模的一侧，按压使胶片与所述内支撑白模贴合，并减去多余部分，使胶片与所述内支撑白模边缘形状一致；

步骤2.5：待胶片未硬化定型时，将胶片与缺口补全后的碎片的内壁贴合，并用止血夹临时夹持，以矫正胶片的弧度与形状，直到胶片硬化定型，制得碎片的内支撑模片；

步骤2.6：按照步骤2.1-2.5，依次制得与所有碎片的内支撑模片，并将各内支撑模片拼合后，使用环氧树脂胶从内壁接缝粘接各内支撑模片，制得碎片内支撑；

步骤2.7：使用环氧树脂胶修补所述碎片内支撑的外壁接缝处；

步骤2.8：根据各碎片形状制作若干补全模件，所述补全模件的制作步骤如下：

步骤2.8.1：在内支撑的表面贴醋酸纤维素薄膜作为防粘层，并将各碎片安装在内支撑上的对应位置；

步骤2.8.2：将胶片铺设在碎片周围，依次制得补全模件，且补全模件的厚度与碎片一致；所有碎片与所述补全模件拼合后即可获得完整文物造型；

步骤2.8.3：将所有碎片和部件进行预拼装试验后，将不影响碎片从内支撑上反复拆解组装的补全模件使用环氧树脂胶粘贴在内支撑表面，制成贴附有固定补全模件的新内支撑；

步骤2.8.4：影响碎片反复拆解和组装的补全模件，以能够反复拆解和组装的方式安装到所述新内支撑的对应位置。

2.根据权利要求1所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：步骤1中文物的碎片包括碎片a、碎片b和碎片c。

3.根据权利要求2所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：若所述碎片a包含底座，则步骤1制得的所述内支撑白模包括侧壁支撑结构和用于组装在所述侧壁支撑结构底部的底部支撑结构，除步骤2.6制得的所述碎片内支撑外，还需制作与所述底部支撑结构对应的底部模片；所述底部模片的制作方法如下：

步骤2.6.1：拆掉所述碎片b，将所述碎片内支撑与所述碎片a的内壁紧密接触，并在所述碎片a的底座上顶面铺设一层聚四氟乙烯薄膜，将胶片铺设于薄膜表面并与所述碎片内支撑中各模片的底边粘合；

步骤2.6.2：再次将所述碎片b夹持到原位置，将尚未硬化定型的胶片衬托于所述碎片b另一侧内壁，调整胶片的角度和弧度，使胶片与所述碎片b内壁贴合，胶片硬化定型后，使用环氧树脂胶将胶片与之前支撑的内支撑模片从内壁接缝处粘合；

步骤2.6.3：底部模片与所述碎片内支撑完成合龙后，切去多余部分，使用环氧树脂胶修补模片外壁接缝处。

4.根据权利要求3所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：除所述底部模片外还需制作底部碎片托块，制作方法如下：

步骤2.6.4：在所述碎片a的底座的底部碎片立壁铺设聚四氟乙烯薄膜，然后将尚未硬化定型的胶片贴于底部碎片立壁，用止血夹临时夹持立壁与胶片，直到胶片硬化定型，撤去止血夹；

步骤2.6.5：在底部碎片的底面铺设聚四氟乙烯薄膜，并使底座底部中央突出的浇口残留露出，在薄膜表面铺设胶片，待其凝固，制得底部碎片托块。

5.根据权利要求1所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：步骤2.8.4中影响碎片反复拆解和组装的补全模件，通过如下方式安装：

步骤2.8.4.1：在所述新内支撑和各补全模件上分别***并粘接L形黄铜卡扣；

步骤2.8.4.2：在所述新内支撑上用于安装补全模件的位置的顶沿***并粘接黄铜销钉，然后将黄铜帽套入销钉；

步骤2.8.4.3：在黄铜帽周围贴醋酸纤维素薄膜作为防粘层；

步骤2.8.4.4：将补全模件装配到所述新内支撑上，定准位置后，使用钻头钻孔，然后拆掉补全模件，再使用铣刀在钻孔位置铣出不穿透所述新内支撑的圆槽，圆槽内植入螺母，再次将补全模件与所述新内支撑装配，并用螺丝固定底部，另用胶带固定顶端，确保补全模件与所述新内支撑之间不会发生相对位移；

步骤2.8.4.5：使用瓦楞纸作为造型模板，围合补全模件的顶断面，使用票夹夹持瓦楞纸和所述新内支撑；

步骤2.8.4.6：使用胶填充在造型模板区域，胶与补全模件顶断面粘连，所述黄铜帽被埋入，等待胶硬化定型；

步骤2.8.4.7：拆除补全模件并清理黄铜销钉周围的防粘层胶带，完成补全模件的加工，补全模件通过黄铜销钉和插孔，能够悬挂于所述新内支撑并可反复拆解组装。

6.根据权利要求4所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：步骤2.8.4中影响碎片反复拆解和组装的补全模件，通过螺丝螺母与所述新内支撑装配，装配过程如下：

步骤2.8.4.8：首先将补全模件临时固定于所述新内支撑的预定位置，选配螺丝螺母，使用钻头在补全模件上下两端钻透孔；

步骤2.8.4.9：拆下补全模件和与补全模件配对的碎片，以所钻透孔为圆心，使用铣刀在所述新内支撑上铣圆槽；

步骤2.8.4.10：将与补全模件配对的碎片放置回原位，将螺丝螺母装配于补全模件，并在补全模件背面喷涂分型剂，在所述新内支撑上的圆槽内填充环氧树脂胶，在环氧树脂胶固化定型之前，将装配了螺丝螺母的补全模件临时固定于所述新内支撑上的相应位置；

步骤2.8.4.11：数小时后，环氧树脂胶达到最高强度后，所述新内支撑上的安装螺母预埋成功，旋开螺丝即可将补全模件拆解，旋入螺丝即可将所述新内支撑安装固定。

7.根据权利要求6所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：步骤2.8.4.11之后还具有如下操作：

步骤2.8.4.12：使用纸板做出需要安装外部支撑卡扣部位的造型模板，造型模板顶端接触之前已经安装好的螺丝，用记号笔在步骤2.6.5制得的底部碎片托块上标记造型模板的底端位置并钻若干插孔；

步骤2.8.4.13：外部支撑卡扣使用黄铜锻造成形，外部支撑卡扣顶端开孔，使用螺丝将外部支撑卡扣的顶端连接在通过螺丝螺母装配好的补全模件上，外部支撑卡扣的下部***所述底部碎片托块的底部插孔；

步骤2.8.4.14：重复上述步骤2.8.4.12-步骤2.8.4.13，依次将所有补全模件均通过外部支撑卡扣进行外固定。

8.根据权利要求1所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：所述胶片为薄片，制作方法如下：

将速成铜胶棒切取适量并揉捏均匀后，用圆柱形木棍擀成薄片，为防止胶片与操作台面粘连，在台面铺设一张聚四氟乙烯布；为保证胶片厚薄均匀，在木棍两侧铺设木片，木片的厚度即为制成的胶片厚度。

9.根据权利要求1所述的可拆解式文物修复方法，其特征在于：步骤1中所述内支撑白模的制作步骤如下：首先使用3D扫描仪对文物进行数据采集，配合3D数据采集和后处理软件，得到文物的点云数据；之后使用数据处理软件对三维扫描所得数据进行处理，通过逆向建模，得到文物内部支撑的3D数据；最后将所得三维CAD模型数据转换为STL文件，然后使用3D打印机配合光敏树脂叠层成型，得到所述内支撑白模。

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