{"id":22859,"date":"2026-07-06T22:23:23","date_gmt":"2026-07-06T22:23:23","guid":{"rendered":"https:\/\/omni3d.com\/druk-3d-w-ochronie-dziedzictwa-kulturowego-przewodnik-technologiczny-po-procesie-scan-to-mold\/"},"modified":"2026-07-29T10:43:45","modified_gmt":"2026-07-29T10:43:45","slug":"druk-3d-w-ochronie-dziedzictwa-kulturowego-przewodnik-technologiczny-po-procesie-scan-to-mold","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/omni3d.com\/pl\/druk-3d-w-ochronie-dziedzictwa-kulturowego-przewodnik-technologiczny-po-procesie-scan-to-mold\/","title":{"rendered":"Druk 3D w ochronie dziedzictwa kulturowego: przewodnik technologiczny po procesie scan-to-mold"},"content":{"rendered":"\n

Wielkoformatowe wytwarzanie addytywne 3D w zastosowaniach konserwacji dziedzictwa kulturowego oferuje bezkontaktow\u0105 alternatyw\u0119 wobec klasycznych metod wykonywania form i manualnej rekonstrukcji. Integracja skanowania 3D o dok\u0142adno\u015bci metrologicznej z przemys\u0142owym procesem FFF pozwala zespo\u0142om konserwatorskim na cyfrowe odwzorowanie kruchych artefakt\u00f3w, produkcj\u0119 zaawansowanych system\u00f3w formierskich oraz odtwarzanie utraconych obiekt\u00f3w zabytkowych przy zachowaniu pe\u0142nego bezpiecze\u0144stwa oryginalnych eksponat\u00f3w. <\/p>\n\n

Redukcja ryzyka geometrycznego i odbudowa integralno\u015bci strukturalnej dzi\u0119ki wielkoformatowej technologii FFF<\/strong>Odtwarzanie zabytkowych artefakt\u00f3w wymaga rozwi\u0105zania z\u0142o\u017conych problem\u00f3w in\u017cynieryjnych \u2014 od zachowania submilimetrowej dok\u0142adno\u015bci historycznych detali po zapewnienie stabilno\u015bci mechanicznej repliki, przy jednoczesnym wyeliminowaniu ryzyka zwi\u0105zanego z kontaktowymi metodami wykonywania form na os\u0142abionych, degradowanych obiektach oryginalnych. Niniejsze studium przypadku analizuje dwa odmienne przemys\u0142owe przep\u0142ywy technologiczne, \u0142\u0105cz\u0105ce skanowanie 3D klasy metrologicznej z wielkoformatowym wytwarzaniem metod\u0105 Fused Filament Fabrication (FFF):<\/a> <\/p>\n\n

    \n
  1. Francuska macierz (TH Industrie):<\/a><\/strong> Bezkontaktowy workflow scan-to-mold oparty na przemys\u0142owym systemie wytwarzania addytywnego i materiale ABS klasy in\u017cynieryjnej, umo\u017cliwiaj\u0105cy produkcj\u0119 12-cz\u0119\u015bciowej formy odlewniczej z elementami wzajemnie zaz\u0119biaj\u0105cymi si\u0119 dla delikatnych XVI-wiecznych artefakt\u00f3w wykonanych z drewna.<\/li>\n\n\n\n
  2. Czeska macierz (Jind\u0159ich\u016fv Hradec \/ Tredi)<\/a><\/strong>: Wieloetapowy proces cyfrowej rekonstrukcji 3D i bezpo\u015bredniej wielkoformatowej replikacji historycznego pomnika na podstawie zachowanych modeli gipsowych. Projekt zast\u0105pi\u0142 tradycyjne metody wykonania z kamienia oraz r\u0119cznego odlewania metali zoptymalizowanym, sterowanym cyfrowo procesem przemys\u0142owego wytwarzania addytywnego.<\/li>\n<\/ol>\n\n

    Oba studia przypadk\u00f3w potwierdzaj\u0105, \u017ce po\u0142\u0105czenie aktywnej kontroli warunk\u00f3w termicznych procesu z wysokoprecyzyjn\u0105 digitalizacj\u0105 pozwala minimalizowa\u0107 ryzyko strukturalne, redukowa\u0107 ca\u0142kowity koszt posiadania (TCO) oraz prze\u0142amywa\u0107 ograniczenia tradycyjnych metod konserwatorskich zwi\u0105zanych z czasoch\u0142onnym przygotowaniem modeli i oprzyrz\u0105dowania.<\/p>\n\n

    Struktura techniczna i specyfikacja realizacji projektu<\/strong><\/h2>\n\n
    Parametr<\/strong><\/td>Studium przypadku 1: Francja (TH Industrie) <\/strong><\/td>Studium przypadku 2: Republika Czeska (Jind\u0159ich\u016fv Hradec)<\/strong><\/td><\/tr>
    Typ obiektu<\/strong><\/td>Dwie XVI-wieczne figury \u015bwi\u0119tych (drewno d\u0119bowe) <\/td>Monumentalny pomnik pu\u0142kownika Josefa Ji\u0159\u00edego \u0160veca<\/td><\/tr>
    Wymiary<\/strong><\/td>1.3 meters (Wysoko\u015b\u0107)\u00d730 cm (\u015arednica)<\/td>Pe\u0142nowymiarowy pomnik publiczny na \u015bwie\u017cym powietrzu<\/td><\/tr>
    G\u0142\u00f3wne wyzwanie<\/strong><\/td>Powa\u017cna degradacja \u015brodowiska delikatnego drewna <\/td>Oryginalny pomnik zniszczony w okresie Protektoratu<\/td><\/tr>
    Zastosowana technologia<\/strong><\/td>Metrologiczna digitalizacja 3D (systemy Creaform z oprogramowaniem PolyWorks) oraz przemys\u0142owa produkcja metod\u0105 FFF <\/td>Digitalizacja 3D zachowanych modeli gipsowych oraz ich odtworzenie metod\u0105 druku 3D<\/td><\/tr>
    Platforma urz\u0105dzenia<\/strong><\/td>Drukarka Omni3D Omni TECH <\/td>Drukarka Omni3D Omni TECH<\/td><\/tr>
    Profil materia\u0142u<\/strong><\/td>ABS klasy in\u017cynieryjnej do zastosowa\u0144 przemys\u0142owych <\/td>Stabilna wymiarowo matryca polimerowa odporna na dzia\u0142anie czynnik\u00f3w atmosferycznych<\/td><\/tr>
    Typ aplikacji<\/strong><\/td>12-elementowy system segmentowej formy odlewniczej z po\u0142\u0105czeniami wzajemnie blokuj\u0105cymi <\/td>Bezpo\u015brednie wdro\u017cenie ko\u0144cowe: monta\u017c i umiejscowienie obiektu w przestrzeni publicznej<\/td><\/tr>
    Ca\u0142kowity koszt projektu<\/strong><\/td>Zoptymalizowana ekonomika jednostkowa produkcji form przemys\u0142owych z wykorzystaniem technologii addytywnych <\/td>~300 000 CZK (\u0142\u0105cznie z modyfikacjami miejsca instalacji)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n

    Studium przypadku 1: Bezkontaktowy proces scan-to-mold dla kruchych XVI-wiecznych artefakt\u00f3w zabytkowych | Francja<\/strong> (TH Industries)<\/a><\/strong><\/h2>\n\n

    Wyzwanie in\u017cynieryjne: wyeliminowanie napr\u0119\u017ce\u0144 mechanicznych podczas rekonstrukcji os\u0142abionych struktur zabytkowych<\/strong><\/h3>\n\n

    Dwie zabytkowe, XVI-wieczne rze\u017aby \u015bwi\u0119tych wyrze\u017abione w drewnie d\u0119bowym znajdowa\u0142y si\u0119 w stanie zaawansowanej degradacji wywo\u0142anej czynnikami \u015brodowiskowymi. Klasyczne metody wykonywania replik zak\u0142adaj\u0105 bezpo\u015brednie wykonanie silikonowych lub gipsowych form kontaktowych na powierzchni oryginalnego obiektu. Proces mechanicznego od\u0142\u0105czania takiej formy generuje jednak obci\u0105\u017cenia, kt\u00f3re mog\u0142yby spowodowa\u0107 \u015bcinanie os\u0142abionych w\u0142\u00f3kien drewna oraz utrat\u0119 nieodtwarzalnych \u015blad\u00f3w historycznej techniki rze\u017abiarskiej. <\/p>\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n

    Rozwi\u0105zanie wykorzystuj\u0105ce technologi\u0119 addytywn\u0105: aktywna kontrola temperatury w zamkni\u0119tej komorze oraz segmentowa konstrukcja systemu formierskiego<\/strong><\/h3>\n\n

    W ramach wsp\u00f3\u0142pracy ze specjalistami metrologii, korzystaj\u0105cymi z zaawansowanych system\u00f3w pomiarowych (technologia Creaform wraz z oprogramowaniem PolyWorks), TH Industries <\/a>stworzy\u0142o dok\u0142adny cyfrowy bli\u017aniak rze\u017ab. Proces bezkontaktowej digitalizacji pozwoli\u0142 na zachowanie mikrotekstury oryginalnej d\u0119bowej powierzchni referencyjnej oraz pe\u0142nej geometrii obiektu w \u015brodowisku cyfrowym.<\/p>\n\n

    W fazie projektowania CAD in\u017cynierowie przekszta\u0142cili cyfrowy model obiektu w odwrotn\u0105 geometri\u0119 narz\u0119dziow\u0105, tworz\u0105c z\u0142o\u017cony, 12-cz\u0119\u015bciowy system formy segmentowej z elementami wzajemnie blokuj\u0105cymi si\u0119<\/strong>. Segmentacja wielkogabarytowej bry\u0142y na 12 dok\u0142adnie zdefiniowanych komponent\u00f3w by\u0142a konieczna ze wzgl\u0119d\u00f3w geometrycznych \u2014 umo\u017cliwi\u0142a uzyskanie prawid\u0142owych k\u0105t\u00f3w wypychania oraz bezpieczne rozformowanie po zako\u0144czeniu ko\u0144cowego etapu odlewania materia\u0142u konstrukcyjnego. <\/p>\n\n

    Wielkoformatowy druk element\u00f3w z klasycznego ABS stanowi istotne wyzwanie technologiczne ze wzgl\u0119du na wysoki wsp\u00f3\u0142czynnik rozszerzalno\u015bci cieplnej (CTE) materia\u0142u. Brak precyzyjnej kontroli \u015brodowiska procesu powoduje akumulacj\u0119 napr\u0119\u017ce\u0144 wewn\u0119trznych pomi\u0119dzy warstwami, co mo\u017ce prowadzi\u0107 do skurczu, odkszta\u0142ce\u0144 naro\u017cy oraz powa\u017cnych defekt\u00f3w w postaci rozwarstwienia struktury wydruku. <\/p>\n\n

    W celu rozwi\u0105zania problemu TH Industries<\/a> zastosowa\u0142o przemys\u0142ow\u0105 drukark\u0119 3D Omni TECH<\/a><\/strong>. Zamkni\u0119ta komora robocza z aktywn\u0105 kontrol\u0105 temperatury zapewnia jednorodny rozk\u0142ad cieplny w ca\u0142ej przestrzeni budowy, minimalizuj\u0105c ryzyko skurczu obj\u0119to\u015bciowego i deformacji. Dzi\u0119ki temu wszystkie 12 wsp\u00f3\u0142pracuj\u0105cych ze sob\u0105 segment\u00f3w formy zachowa\u0142o wymagan\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107 wymiarow\u0105 oraz spe\u0142ni\u0142o rygorystyczne tolerancje geometryczne. <\/p>\n\n

    Wynik operacyjny<\/strong><\/h3>\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n
    \"Wielkoformatowy<\/figure>\n<\/figure>\n\n

    Dwana\u015bcie segment\u00f3w ABS wykonanych metod\u0105 druku 3D zachowa\u0142o pe\u0142n\u0105 ci\u0105g\u0142o\u015b\u0107 konstrukcyjn\u0105 i zosta\u0142o precyzyjnie spasowanych podczas monta\u017cu bez dodatkowej obr\u00f3bki mechanicznej ani stosowania podk\u0142adek wyr\u00f3wnuj\u0105cych. Pomini\u0119cie tradycyjnych etap\u00f3w wykonywania modeli i oprzyrz\u0105dowania pozwoli\u0142o TH Industrie wyeliminowa\u0107 ryzyko deformacji geometrycznych, znacz\u0105co skr\u00f3ci\u0107 czas realizacji oraz p\u0142ynnie przej\u015b\u0107 do etap\u00f3w ko\u0144cowego wyg\u0142adzania powierzchni i przygotowania elementu do odlewania. <\/p>\n\n

    Studium przypadku 2: Bezpo\u015brednie, wielkoformatowe odtworzenie monolityczne pomnika \u0160veca metod\u0105 druku 3D | Republika Czeska<\/strong><\/h2>\n\n

    Wyzwanie in\u017cynieryjne: przestrzenna rekonstrukcja geometrii na podstawie fragmentarycznie zachowanych wzorc\u00f3w i element\u00f3w formierskich<\/strong><\/h3>\n\n

    Pomnik pu\u0142kownika Josefa Ji\u0159\u00edego \u0160veca, autorstwa rze\u017abiarza Otto Birmy \u2014 \u017co\u0142nierza s\u0142u\u017c\u0105cego pod rozkazami \u0160veca podczas I wojny \u015bwiatowej \u2014 pierwotnie stanowi\u0142 element przestrzeni dziedzi\u0144ca koszarowego w Jind\u0159ich\u016fv Hradec. Obiekt zosta\u0142 nast\u0119pnie systematycznie zniszczony w okresie Protektoratu, co doprowadzi\u0142o do konieczno\u015bci jego p\u00f3\u017aniejszej rekonstrukcji na podstawie zachowanych materia\u0142\u00f3w historycznych.<\/p>\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n

    W odr\u00f3\u017cnieniu od francuskiego studium przypadku, w tym projekcie nie istnia\u0142 ju\u017c zachowany oryginalny artefakt w pe\u0142nej skali. G\u0142\u00f3wnym wyzwaniem in\u017cynieryjnym by\u0142a rekonstrukcja wielkogabarytowego monumentu publicznego na podstawie istniej\u0105cych historycznych gipsowych modeli koncepcyjnych, kt\u00f3re poddano cyfrowemu skalowaniu w celu dok\u0142adnego dopasowania do pierwotnych wymiar\u00f3w architektonicznych dziedzi\u0144cowego coko\u0142u. <\/p>\n\n

    Rozwi\u0105zanie addytywne: protoko\u0142y druku 3D do ekspozycji publicznych na zewn\u0105trz<\/strong><\/h3>\n\n

    Gmina Jind\u0159ich\u016fv Hradec, we wsp\u00f3\u0142pracy ze specjalistami technologii addytywnych z firmy Tredi (Plan\u00e1 nad Lu\u017enic\u00ed), opracowa\u0142a cyfrowy proces skalowania i wytwarzania repliki. Zachowane modele gipsowe poddano digitalizacji za pomoc\u0105 wysokorozdzielczych optycznych system\u00f3w skanowania 3D. Otrzymana chmura punkt\u00f3w zosta\u0142a poddana cyfrowej obr\u00f3bce, oczyszczaniu danych, matematycznemu skalowaniu oraz przygotowaniu geometrii do segmentowego, wielkoformatowego druku 3D. <\/p>\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n

    Segmenty wewn\u0119trzne rze\u017aby zosta\u0142y wykonane przy u\u017cyciu wielkogabarytowych przemys\u0142owych system\u00f3w druku 3D w Pradze. Ko\u0144cowy etap procesu \u2014 obejmuj\u0105cy strukturalne po\u0142\u0105czenie element\u00f3w, stabilizacj\u0119 powierzchni oraz wykonanie pow\u0142ok i wyko\u0144cze\u0144 in\u017cynieryjnych \u2014 przeprowadzono w specjalistycznym zak\u0142adzie Tredi w Plan\u00e1 nad Lu\u017enic\u00ed. Ze wzgl\u0119du na docelow\u0105 instalacj\u0119 zewn\u0119trzn\u0105 na otwartym postumencie materia\u0142 musia\u0142 charakteryzowa\u0107 si\u0119 wysok\u0105 stabilno\u015bci\u0105 UV oraz ograniczon\u0105 absorpcj\u0105 wody, zapewniaj\u0105c odporno\u015b\u0107 na d\u0142ugotrwa\u0142e oddzia\u0142ywanie \u015brodowiska, w tym cykle zamarzania i rozmarzania. <\/p>\n\n

    Wynik operacyjny<\/strong><\/h3>\n\n

    \u0141\u0105czne nak\u0142ady inwestycyjne projektu, obejmuj\u0105ce wykonanie rze\u017aby oraz przygotowanie miejsca jej docelowej instalacji na dziedzi\u0144cu, wynios\u0142y oko\u0142o 300 000 CZK.<\/strong> Wykorzystanie cyfrowego workflow opartego na skanowaniu i przemys\u0142owym druku 3D umo\u017cliwi\u0142o ograniczenie koszt\u00f3w w por\u00f3wnaniu z tradycyjnymi metodami odlewniczymi oraz skr\u00f3cenie czasu realizacji, kt\u00f3ry w przypadku monument\u00f3w z br\u0105zu lub r\u0119cznie obrabianego kamienia mo\u017ce wynosi\u0107 wiele miesi\u0119cy. Wykonana replika zachowa\u0142a pe\u0142n\u0105 wierno\u015b\u0107 wizualn\u0105 i geometryczn\u0105 wzgl\u0119dem oryginalnego dzie\u0142a Otto Birmy oraz zosta\u0142a zamontowana na granitowym cokole w obr\u0119bie dziedzi\u0144ca akademika uniwersyteckiego. <\/p>\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n

    Analiza przemys\u0142owego zwrotu z inwestycji (ROI) i ca\u0142kowitego kosztu posiadania (TCO): druk 3D (AM) kontra tradycyjne technologie wykonywania oprzyrz\u0105dowania w projektach dziedzictwa kulturowego<\/strong><\/h2>\n\n

    Analiza w oparciu o przemys\u0142owy model ca\u0142kowitego kosztu posiadania (TCO) pokazuje, \u017ce wielkoformatowa produkcja addytywna istotnie zmienia struktur\u0119 koszt\u00f3w projektu w por\u00f3wnaniu z tradycyjnymi procesami renowacji i rekonstrukcji rzemie\u015blniczej:<\/p>\n\n

      \n
    1. Eliminacja koszt\u00f3w odpadu materia\u0142owego i tradycyjnego oprzyrz\u0105dowania:<\/strong> Klasyczne procesy rzemie\u015blniczej reprodukcji wykorzystuj\u0105 wieloelementowe silikonowe pow\u0142oki formierskie oraz wzmacniane w\u0142\u00f3knem szklanym formy podporowe z gipsu. Przy rekonstrukcji obiektu o wysoko\u015bci 1,3 m koszt materia\u0142u silikonowego o wysokiej odporno\u015bci na rozdzieranie mo\u017ce stanowi\u0107 istotn\u0105 inwestycj\u0119 pocz\u0105tkow\u0105, przy jednoczesnym ryzyku ca\u0142kowitej utraty formy w przypadku jej przemieszczenia podczas procesu zalewania. Wielkoformatowe wytwarzanie form metod\u0105 druku 3D pozwala zastosowa\u0107 jedynie wymagan\u0105 obj\u0119to\u015b\u0107 materia\u0142u konstrukcyjnego ABS, ograniczaj\u0105c zu\u017cycie surowc\u00f3w, odpady oraz koszty przygotowania narz\u0119dzi. <\/li>\n\n\n\n
    2. Redukcja ogranicze\u0144 wynikaj\u0105cych z dost\u0119pno\u015bci specjalistycznej si\u0142y roboczej:<\/strong> Tradycyjne procesy wykonywania form wymagaj\u0105 wielu godzin r\u0119cznej pracy wykonywanej przez wysoko wykwalifikowanych rzemie\u015blnik\u00f3w i konserwator\u00f3w. Technologia FFF w rozwi\u0105zaniu Omni3D pozwala przenie\u015b\u0107 znaczn\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 procesu na zautomatyzowan\u0105 produkcj\u0119 maszynow\u0105. Po walidacji segmentowej architektury CAD system mo\u017ce pracowa\u0107 autonomicznie przez d\u0142ugie cykle produkcyjne, zwi\u0119kszaj\u0105c wykorzystanie parku maszynowego i ograniczaj\u0105c zale\u017cno\u015b\u0107 od r\u0119cznej pracy specjalist\u00f3w. <\/li>\n\n\n\n
    3. Ograniczenie ryzyka odpowiedzialno\u015bci za uszkodzenia:<\/strong> Jednym z ukrytych koszt\u00f3w konserwacji historycznej jest ryzyko zwi\u0105zane z naruszeniem integralno\u015bci oryginalnego obiektu. Tradycyjne procesy odlewnicze wymagaj\u0105 fizycznego kontaktu z zabytkow\u0105 powierzchni\u0105 i mog\u0105 generowa\u0107 obci\u0105\u017cenia chemiczne oraz mechaniczne dzia\u0142aj\u0105ce na wra\u017cliwe struktury. Zastosowanie cyfrowej metrologii eliminuje kontaktowe ryzyko uszkodzenia na etapie pozyskiwania danych, umo\u017cliwiaj\u0105c bezinwazyjn\u0105 dokumentacj\u0119 geometrii obiektu. <\/li>\n<\/ol>\n\n
      \"\"<\/figure>\n\n

      Rekomendacje techniczne dla zaawansowanej produkcji form metod\u0105 FFF<\/strong><\/h2>\n\n

      W przypadku zespo\u0142\u00f3w in\u017cynieryjnych wdra\u017caj\u0105cych podobne wielkoformatowe procesy scan-to-mold poni\u017csze parametry druku s\u0105 rekomendowane zgodnie z wytycznymi in\u017cynier\u00f3w Omni3D. Ich zastosowanie pozwala zwi\u0119kszy\u0107 sztywno\u015b\u0107 strukturaln\u0105 element\u00f3w oraz zminimalizowa\u0107 ryzyko rozwarstwienia podczas eksploatacji lub procesu odlewania:<\/p>\n\n