TU Wien e Cubicure: sostituzione dell’avorio dalla stampante 3D
Con un’alternativa all’avorio, amica degli elefanti di TU Wien e Cubicure , i vecchi oggetti d’arte possono essere restaurati con grande precisione.
Per secoli l’avorio è stato utilizzato per realizzare opere d’arte. Ma per proteggere le popolazioni di elefanti, il commercio dell’avorio è stato vietato a livello internazionale nel 1989. Per ripristinare parti in avorio di vecchi oggetti d’arte, è necessario utilizzare materiali sostitutivi, come ossa, conchiglie o plastica. Tuttavia, non è ancora stata trovata una soluzione davvero soddisfacente.
La Vienna University of Technology e la società di stampa 3D Cubicure GmbH, uno spin-off della Vienna University of Technology, hanno ora sviluppato un sostituto high-tech in collaborazione con l’Art and Monument Preservation dell’arcidiocesi di Vienna e Addison Restoration. Il nuovo materiale “Digory” è costituito da particelle di resina sintetica e fosfato di calcio. Viene elaborato in uno stato liquido e caldo e polimerizzato nella stampante 3D con i raggi UV esattamente nella forma desiderata. Quindi può essere lucidato e il colore regolato, in modo da creare un sostituto dell’avorio dall’aspetto apparentemente reale.
Bello e meccanicamente di alta qualità
“Il progetto di ricerca è iniziato con un prezioso santuario del XVII secolo nella chiesa di Mauerbach”, afferma il prof. Jürgen Stampfl dell’Istituto per la scienza e la tecnologia dei materiali dell’Università di tecnologia di Vienna. “È decorato con piccoli ornamenti in avorio, alcuni dei quali sono andati perduti nel tempo. La domanda era se potevano essere sostituiti con la tecnologia di stampa 3D “.
C’era già esperienza con materiali simili : il gruppo di ricerca sta lavorando anche su materiali ceramici per l’odontotecnica. Tuttavia, è stato un compito impegnativo sviluppare un sostituto adatto per l’avorio: “Dovevamo soddisfare tutta una serie di requisiti allo stesso tempo”, dice Thaddäa Rath, che stava lavorando al progetto come parte della sua tesi. “Il materiale non deve solo assomigliare all’avorio, ma anche la resistenza e la rigidità devono essere corrette, il materiale deve essere lavorabile”.
Stereolitografia in una stampante 3D
Attraverso numerosi esperimenti, Thaddäa Rath e altri membri del team TU Wien e Cubicure sono riusciti a trovare la giusta miscela: minuscole particelle di fosfato di calcio con un diametro di circa 7 µm sono state incorporate in una resina speciale insieme a polvere di ossido di silicio estremamente fine. La miscela viene quindi elaborata ad alta temperatura nelle stampanti 3D di Cubicure utilizzando il processo di litografia a caldo: il materiale viene polimerizzato strato per strato nei punti desiderati con un laser UV fino a quando l’intero oggetto è finito.
“Bisogna anche notare che l’avorio è traslucido”, spiega Thaddäa Rath. “Solo se si utilizza la giusta quantità di fosfato di calcio, il materiale ha le stesse proprietà traslucide dell’avorio”. Successivamente, il colore dell’oggetto può essere migliorato come desiderato: il team ha ottenuto buoni risultati con il tè nero. Le caratteristiche linee scure, che normalmente attraversano l’avorio, possono essere applicate con precisione millimetrica anche successivamente.
Niente più zanne!
Questo è un grande passo avanti nell’area del restauro: con il nuovo materiale “Digory”, non solo c’è un sostituto dell’avorio migliore, più bello e più facile da lavorare rispetto a prima, ma la tecnologia 3D consente anche i dettagli più fini essere riprodotto automaticamente. Invece di ritagliarli faticosamente con materiale sostitutivo dell’avorio, ora gli oggetti possono essere stampati in poche ore.
“Con i nostri sistemi di stampa 3D appositamente sviluppati, elaboriamo diverse formulazioni di materiali per aree di applicazione molto diverse, ma questo progetto è stato anche qualcosa di nuovo per noi”, afferma Konstanze Seidler di Cubicure. “In ogni caso, è un’ulteriore prova di quanto diverse siano le possibilità di applicazione della stereolitografia”.
Il team spera che il nuovo materiale “Digory” diventi generalmente accettato in futuro – come un sostituto dell’avorio di alta qualità esteticamente e meccanicamente per il quale nessun elefante perderà una zanna.
