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HOREMHEB.Tecnologie cad/cam nella riproduzione delle steli del faraone Horemheb
Acronimo Horemheb
Sommario Obiettivo del progetto Horemheb è quello di realizzare le copie di alcuni dei rilievi lapidei così da riportare alle sue condizioni originali la tomba del faraone Horemheb situata in Egitto presso la necropoli di Saqqara ed attualmente incompleta.
Descrizione

Nell’ambito della salvaguardia dei beni culturali, ed in particolare di quelle opere dove l’aspetto morfologico assume un ruolo primario, un sempre maggiore interesse viene rivolto a quelle tecnologie proprie del mondo industriale, in grado di offrire nuove opportunità di studio e di valorizzazione del patrimonio artistico e culturale.
In particolare, l’uso di sistemi di acquisizione digitale e di tipo CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing) consente, sotto opportune condizioni, sia di ottenere preziose informazioni sulle caratteristiche morfologiche dell’opera d’arte al fine di eseguire interventi di simulazione e pianificazione dell’azione di restauro, sia di valorizzare il patrimonio culturale attraverso la creazione di copie di alta qualità da destinare al book-shop dei Musei.


In questo ambito obiettivo del progetto Horemheb messo in campo dal Museo Archeologico di Bologna in collaborazione con il laboratorio ProtoCenter dell’ENEA, è quello di realizzare le copie in materiale simile a quello originale, di alcuni dei rilievi attualmente custoditi presso la sezione egizia del museo e provenienti dalla collezione Palagi, così da riportare alle sue condizioni originali la tomba del faraone Horemheb situata in Egitto presso la necropoli di Saqqara ed attualmente incompleta. Le copie dei rilievi saranno realizzate a partire dai modelli 3D eseguiti dal Laboratorio ProtoCenter dell’ENEA mediante tecniche di scansione laser ad alta risoluzione, così da evitare ogni contatto con gli originali ed in seguito, tramite un sistema di fresatura a 3 assi, prodotte le relative copie in materiale lapideo simile a quello originale.



  • Il sistema di scansione usato è costituito da uno scanner a triangolazione laser ad alta risoluzione che non comporta contatto diretto tra la sonda di acquisizione, in questo caso formata da una fascio laser orizzontale, e la superficie del rilievo nel pieno rispetto dell’integrità del reperto.

  • La prima fase del processo di acquisizione 3D ha riguardato la scelta della risoluzione ottimale, intesa come distanza minima tra due punti acquisiti sulla superficie del reperto, al fine di definire il valore ottimale che consentisse una descrizione sufficientemente fedele delle incisioni presenti nelle steli.

  • A partire poi dal modello 3D, mediante macchina utensile a controllo numerico a 3 assi per asportazione di materiale, partendo da un blocco di materiale, è possibile realizzare una copia dei rilievi in marmo oppure in un materiale simile all’originale, anche in scala 1:1.

  • Il file 3D del rilievo è quindi importato in un software denominato CAM che realizza il percorso utensile una volta definiti tutti i parametri di taglio come la velocità di avanzamento del mandrino, il numero di giri, la profondità di passata, etc..

  • Una volta terminata la fase di fresatura è sempre comunque necessario un intervento manuale di finitura della superficie al fine di conferire alla copia quell’unicità che solo la mano dell’uomo sa dare.


La scelta di realizzare le copie delle steli in un materiale come il marmo è indispensabile nel caso in cui si desideri riposizionare i reperti nella loro posizione originale.
Le proibitive condizioni ambientali in cui si trova la tomba di Horemheb nella necropoli di Saqqara in Egitto, con forti escursioni termiche tra il giorno e la notte unite all’effetto di erosione della sabbia del deserto sotto l’azione del vento, non permettono l’utilizzo di materiali più facilmente lavorabili rispetto al marmo, come quelli plastici, anche se superficialmente induriti. Nel caso invece di posizionamento delle copie in un ambiente protetto come quello del museo è possibile usare materiali diversi, aventi caratteristiche estetiche molto vicine a quelle dei reperti originali, anche se con una resistenza e durezza superficiale molto inferiore a quella del marmo.
La tecnologia scelta per la realizzazione dei particolari delle steli è quella di prototipazione rapida funzionante con il principio 3DP (Three Dimensional Printing), nella quale un Jet di stampa deposita un collante sopra un letto di polvere di gesso dando luogo a dei strati, “layer” di 0.08 mm di spessore.
Alla fine del processo, strato dopo strato, la polvere agglomerata dal collante diviene quindi il modello mentre quella in eccesso funge da supporto. Una volta spolverato via il gesso in eccesso il modello è pronto per la fase di infiltrazione finalizzata a fornire alla copia in polvere una maggiore consistenza.
Il maggior limite di questa tecnologia, oltre alla fragilità dei modelli, è quello delle limitate dimensioni della tavola di lavoro della macchina di prototipazione rapida che permettono la realizzazione, al massimo, di un modello con un area paragonabile ad un rettangolo di circa 25 x 38 cm.
In questo caso per completare ogni singola stele sarebbe necessario dividere il modello in più parti da assemblare successivamente tramite opportuni incastri realizzati a CAD. Dal punto di vista archeologico e museale tale percorso può essere interessante nel caso in cui si voglia ricostruire parti delle steli la cui superficie sia talmente danneggiata da non consentire la lettura e il riconoscimento dei geroglifici.



Dopo la fase di duplicazione, la seconda parte del progetto Horemheb prevede, con la stretta collaborazione dell’archeologo e l’utilizzo di strumenti di modellazione CAD evoluti, la possibilità di ridisegnare virtualmente i geroglifici irriconoscibili o mancanti e realizzare dei prototipi fisici per mostrare, a studiosi e visitatori del museo, il reperto nella sua geometria originale.

Data iniziale 01/06/2011  Data conclusione  31/03/2012
URL Video
Risultati

Il progetto Horemheb prevede il raggiungimento di due risultati:



  • - dimostrare che è possibile riprodurre con tecnologie di ingegneria inversa e di prototipazione rapida sia dal punto di vista della qualità di riproduzione, sia della loro durata temporale, copie di steli in materiale lapideo da collocare in un ambiente climatico molto ostile come quello del deserto

  • - ricostruire virtualmente i geroglifici di una stele che risultano irriconoscibili mediante l’integrazione di tecniche di modellazione CAD 3D evolute

Tipo di progetto R&D
Partecipazione unita di ricerca al progetto
Unita di ricerca Denominazione Laboratorio Ruolo
PROTO-LAB Laboratorio per la prototipazione rapida e l’ingegneria inversa Home page laboratorio CROSS-TEC (ICT ed ENERGIA) Coordinamento tecnico - scientifico

Topic di ricerca collegati
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3.2.1 Tecnologie CAD/CAM per i beni culturali Tecnologie CAD/CAM per i beni culturali






 

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