Le nuove mani di Sant’Andrea: come scansione e stampa 3D permettono di ricreare opere d’arte e prodotti industriali – Chiesa del Gesù a Roma
Con scanner 3D e manifattura additiva è possibile digitalizzare, scalare poi riprodurre o addirittura ricreare qualunque oggetto. Reverse engineering valido aiuto in sempre più settori
Claudia Damassa, restauratrice, condivide la sua esperienza sul restauro della Statua di Sant’Andrea, nella Chiesa del Gesù a Roma e di come le nuove tecnologie hanno permesso di riportare allo splendore di un tempo i capolavori del nostro patrimonio artistico. “Lavoro per la Sovrintendenza dei Beni Culturali, per il FEC (Ministero degli Interni), per enti privati, Fondazioni, Onlus. Ho uno studio a Roma ma, per una maggior tutela delle opere, di solito eseguo i restauri direttamente in loco”.
La sfida: ricreare qualcosa di unico che non c’è più
La restauratrice spiega: “Mi stavo occupando del restauro della statua lignea raffigurante Sant’Andrea della prima metà del XVII secolo e conservata all’interno della Sagrestia della Chiesa del Gesù a Roma.
Dopo un restauro di tipo “tradizionale”, l’opera si presentava priva di mani: nel corso di un precedente intervento infatti erano state inserite delle mani sproporzionate e inadeguate dal punto di vista della realizzazione plastica. In accordo con l’Alta Sorveglianza del Ministero dei Beni Culturali, responsabile della direzione dei lavori, si è optato per la creazione di “nuove mani”. Eravamo consapevoli che serviva una soluzione che rispettasse pienamente il valore storico-artistico e tecnico di questa scultura e che restituisse all’opera la continuità plastica che era venuta a mancare”.
Ed è proprio quando mi sono trovata di fronte a questa particolare problematica del restauro che ho incontrato Fabio Mosca di 3DZ Roma. Fabio mi ha prospettato le diverse soluzioni che avrei potuto adottare grazie alle nuove tecnologie di scansione e stampa 3D e abbiamo deciso di ricorrere alle possibilità offerte dalle nuove tecnologie 3D”.
La soluzione: un processo digitale completo in 3D step
3DZ ci ha proposto e accompagnato in una soluzione per la digitalizzazione dell’intero processo di restauro composta da varie fasi:
- la scansione 3D
- l’elaborazione con il software
- la stampa 3D per la ricostruzione.
“Lo scanner laser e la successiva stampa in 3D avrebbero permesso di rendere nuovamente completa l’opera, realizzando, in tempi ridotti, più copie delle mani mancanti. L’aspetto importante da sottolineare è che la tecnologia 3D permette di ottenere copie precise e libere da possibilità di interpretazione soggettiva”. I vantaggi di una digitalizzazione del processo sono sicuramente la riduzione dei tempi e l’assoluta fedeltà del prodotto finale.
Fase 1: la scansione 3D con Artec Eva
“Con lo scanner ad alta risoluzione Artec Eva abbiamo scansionato le mani appartenenti ad una statua in bronzo conservata all’interno del museo della stessa chiesa perché, nonostante queste fossero sottodimensionate rispetto alla statua di Sant’Andrea, erano stilisticamente ben compatibili” aggiunge Claudia Damassa.
Lo scanner Artec Eva è facile da utilizzare ed è simile ad una video camera che lavora in 3D. Cattura fino a 16 immagini 3D al secondo che vengono allineate automaticamente in tempo reale. Già mentre si scansiona è possibile vederle, rendendo ancora più agevole il processo di acquisizione dei dati.
L’esempio di quest’opera rispecchia un’esigenza che è frequente, non solo in un settore di nicchia come quello dell’arte ma reale e sentita nei più svariati settori. Si pensi ad esempio alla necessità di “ricostruire” uno stampo non più disponibile, o un pezzo di ricambio di un articolo ormai fuori produzione o di digitalizzare un “pezzo unico”, magari con una geometria particolarmente complessa. Il reverse engineering con la scansione 3D giunge in aiuto. Lo scanner permette infatti di catturare, con pochi clic e in modo preciso e affidabile, un qualsiasi oggetto di cui non si ha a disposizione il file. Una volta acquisiti i dati, il software in dotazione permette poi di scalare le dimensioni dell’oggetto in base alle proprie esigenze, di correggerlo e migliorarlo.
Fase 2: L’elaborazione dell’immagine con il software 3D
La restauratrice continua: “Una volta scansionate le mani della seconda statua con le mani più piccole, abbiamo ovviato al problema delle dimensioni ricalcolando la percentuale di ingrandimento basandoci su tutte le altre misure a nostra disposizione (lunghezza totale, testa, busto, gambe, spalle, ecc). Lo scanner ci è poi servito a raccogliere anche i dati relativi ai monconi ai quali andavano applicate le nuove mani”.
“In seguito, tutte le scansioni sono state comparate, simulando sullo schermo le problematiche legate al raccordo tra i monconi e le nuove mani. Grazie ad un algoritmo del software per sottrazione booleana, è stato possibile perfezionare l’allineamento delle superfici, ancora prima dell’effettiva stampa delle parti mancanti”.
“Abbiamo potuto giocare d’anticipo anche sulle problematiche legate al peso delle due parti da innestare, lavorando le forme all’interno e, dove possibile, scavandole”.
La possibilità di verificare prima quali potrebbero essere le criticità costituisce un enorme vantaggio in termini di tempi e di costi di realizzazione di un progetto. I processi di progettazione tradizionale, ad esempio, prevedono l’applicazione dei carichi al pezzo già finito e i punti deboli saranno messi in evidenza solo in quella fase. Con i software di ottimizzazione topologica invece, come ad esempio Geomagic Design X, si inseriscono i dati dei carichi meccanici a cui il pezzo sarà sottoposto, e il software suggerirà una geometria ottimizzata, “svuotando” le parti non sottoposte a stress di carico e garantendo comunque la stessa resistenza del pezzo finale. Questo enorme vantaggio trova applicazione anche in settori industriali in cui la resistenza abbinata alla riduzione del peso sono fondamentali, come ad esempio la robotica, il medicale, l’automotive, l’aerospaziale, ecc.
Fase 3: La stampa in 3D delle nuove mani
Dopo aver scalato, corretto e migliorato il file di scansione, le nuove mani per la statua di Sant’Andrea sono state stampate in 3D con una stampante con tecnologia SLA di Formlabs, che garantisce un elevatissimo livello di dettaglio. Le mani sono state realizzate con una resina con acido metacrilico, materiale caratterizzato da un’eccellente stabilità fisica e buona lavorabilità. Dopo l’applicazione di un primer, le superfici si prestano tranquillamente a essere dipinte.
L’ultimo passaggio del restauro della statua di Sant’Andrea è stata proprio la reintegrazione pittorica con colori acrilici.
Claudia Damassa aggiunge ancora: “Nell’ambito delle applicazioni di restauro i vantaggi principali della stampa 3D sono sicuramente l’estrema precisione, la rapidità di esecuzione e l’ottima lavorabilità del pezzo stampato. È inoltre fondamentale che le parti ottenute si prestino ad essere accuratamente e facilmente rifinite (carteggiate, fresate, dipinte). Prevedo di ricorrere al processo di scansione e stampa 3D anche per restauri futuri, e seguo con molto interesse l’avvento di nuovi materiali di stampa.
La collaborazione con 3DZ, un partner esperto
Grazie alla consulenza dei nostri esperti di stampa e scansione 3D, questo progetto è stato portato a termine con ottimi risultati, selezionando la tecnologia, gli strumenti e i materiali più idonei. 3DZ è un rivenditore con esperienza ultradecennale su tutto quello che riguarda le tecnologie 3D e accompagna le aziende nella scelta migliore per le loro specifiche esigenze. Contattaci: i nostri esperti di stampa e scansione 3D sono a tua disposizione.
