1  简介

  三维（3D）扫描和基于水泥砂浆的3D打印技术的组合被用于开发用于再现历史建筑装饰部件的新颖过程，其传统上是劳动密集型和昂贵的构造。开发了一种用于模型切片的分层算法和喷嘴路径的修改扫描线算法。为了证明拟议的数字化生产过程的可行性，华中科技大学校园（HUST）在中国的一个受损的杯形独立底座是3D扫描，重新建模，使用特定的3D打印技术构建。对印刷底座的外观以及扫描精度进行了估计。测试和计算印刷底座的抗压强度，其垂直和横向方向分别为19.8Mpa和15.6Mpa。复制评估表明，开发过程为使用3D扫描和基于水泥砂浆的3D打印的传统建筑装饰元件的数字再现领域的未来工作提供了基础和动力，建筑是一种古老的人类活动;创造的结构已经产生了社会功能和繁荣的能力。其中一些被认为具有突出的历史，美学或文化重要性，并且经常具有规定其保护的特殊地位（即地标性意义）。由于文明的出现，通常与新石器（公元前9130年）的最后阶段相关，用于建筑的材料，方法和技术类型发生了重大变化。用于建造具有历史意义的建筑物的材料总是受到一系列因素的影响，造成其衰减和破坏，如空气污染[1,2]，盐[3,4]，生物分解[5,6]和机械载荷使用和流量）[7]。因此，需要为后代保护历史结构，与祖先联系并分析其成就。这种保护也使得其他文化的人们了解塑造文明的价值观和信仰。

  在历史建筑的保护工作中，有一个道德标准，突出了提出的干预措施的要求，并鼓励最低限度的有效干预。根据治疗过程中的文化财产的身体状况，恶化原因和未来环境的不同规模和程度，进行七个基本程度的干预。这些可能在重大保护项目中同时发生的干预措施是先后[8]：（1）预防措施; （2）保存; （3）合并; （4）恢复; （5）回收; （6）复制;和（7）重建。不同应用场合采用七度保护干预措施。恢复，繁殖和重建的三个干预措施涉及制造或更换历史建筑物的遗失或损坏的元素或部件。建筑元件或组件的虚拟再现过程通常用作恢复任务。然而，遏制再生产过程有两个挑战：论文网

a）图纸和其他文件经常丢失或缺少，这使得几乎不可能将其恢复或重建为原始状态[9]，而不进行前瞻性测量的不相容的保护干预可以增强历史建筑的衰变[10]。由于他们的建构和位置的特殊性，常规的测量方法，如手动物理映射或“专家裸眼”分析是费力和低效的[11]，而一些文化属性被禁止直接触摸或干预因为受到检测装置或人体皮肤污染的侵蚀[12]。这导致了一种有效的数字非接触或间接测量方法的需求;和

b）Stoneandmasonrystructures组件广泛存在于建筑和文化遗产[13,14]。这种材料的结构和部件倾向于具有详细的加工特性，这可能在复杂的曲面上[11]。手动复制或重建这些组件是一项艰巨的任务;例如，在中国工人的技术和经验有限甚至下降，制造模板的成本是一项昂贵的工作。鼓励建筑保护工作采用新的适应性自动恢复方法。

然而随着数字技术的发展和发展，可以克服这些问题。三维（3D）扫描成像系统和摄影测量形状测量系统能够测量现有结构和事实的空间维度。可以在没有物理接触的情况下获取构建的表面信息，而数字照片和其他相机或基于视觉的系统可用于监视[15,16]，识别[17,18]，定位[19]和跟踪[20,21 ]。结合3D打印技术，这是一个没有模板的自动制造过程，3D扫描的复原或重建历史遗产建筑供人们欣赏的潜力和日益增长的应用是无限的[22-24]。然而，有限的研究使用这些技术来恢复历史建筑的关键组成部分。本文提出了一种新颖的数字化过程，用于使用3D激光扫描和基于水泥砂浆的3D打印技术的组合来再现历史建筑的整体部分。石灰石用于此目的，其特征在于石材或石材的物理特性，并与原始石材以色泽，质地，质地，形态和尺度协调一致;这种材料符合保护伦理学的要求[8]。