3D Druck in der Archäologie und in Museen

Die 3D Druck Technologie kommt mittlerweile in vielen Bereichen zum Einsatz. So wird sie unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, im Gesundheitswesen, in der Spielwarenindustrie und beim Produktdesign vermehrt eingesetzt. Aber auch in der Archäologie möchte man auf dieses Verfahren nicht mehr verzichten. Wofür es hier verwendet und in welchen musealen Bereichen auf den 3D Druck beziehungsweise auf 3D Scans zurückgegriffen wird. Diese und weitere Themen decken wir in diesem Beitrag ab.

Einsatzmöglichkeiten der 3D Technologie

Sowohl der 3D Druck als auch das 3D Scannen werden zur Erhaltung von Kulturschätzen eingesetzt. Sie dienen den Museumskuratoren, Wissenschaftlern und Archäologen als Werkzeug, um beispielsweise antike Objekte, einzelne Artefakte oder auch jüngere Kunstwerke in 3D zu erfassen und gegebenenfalls zu reproduzieren. So wurden beispielsweise schon Figuren nachgedruckt, die von Museumsbesuchern betastet werden können. Besonders für Sehbehinderte ist dies ein großer Vorteil. Die Originalfiguren befinden sich meist hinter Glas, sind als Leihgabe in anderen Museen zu sehen oder werden die meiste Zeit geschützt im Museumsarchiv aufbewahrt.

Zugleich erlaubt es diese Technologie, eventuell fehlende oder beschädigte Stellen von Objekten zu komplettieren. Archäologische Stätten können mit 3D Scannern in kurzer Zeit vollständig als 3D Kartierung erfasst werden. Dazu greift man unter anderem auf Drohnen zurück, an denen der Scanner montiert wird und die das Gebiet überfliegen. Die gewonnenen Daten werden an einen mobilen Rechner übermittelt.

Beispiele für den Einsatz von 3D Scannern und 3D Druckern

Wissenschaftler des Institute for Digital Archaeology fertigten beispielsweise im Jahr 2016 gemeinsam mit Mitarbeitern der UNESCO eine Replik eines Triumphbogens aus Palmyra, die dann unter anderem in London, New York und Dubai der Öffentlichkeit präsentiert wurde.  Im Jahr darauf reparierten Experten mit Hilfe von 3D Druckern zwei Büsten aus der antiken syrischen Stadt, die durch den IS fast vollständig zerstört wurde.

Welche Vorteile birgt der 3D Scan für Museen und Archäologen?

3D Scanner im professionellen Bereich arbeiten mit einer sehr hohen Genauigkeit. Sie erfassen zugleich viel mehr Details der einzelnen Objekte. Museen können ihre Ausstellungsstücke nun auch digital erfassen und müssen für die computergestützte Archivierung nicht mehr nur auf Fotos zurückgreifen.

Auch zur Erhaltung historischer Orte trägt das 3D Scannen bei. Viele Stätten sind vom Einsturz bedroht, durch Naturkatastrophen oder durch bewaffnete Konflikte beschädigt. Mit dem 3D Scanner können von diesen Orten sogenannte 3D Mappings erstellt werden, die später für die Rekonstruktion verwendbar sind.

Der 3D Scan sorgt des Weiteren weltweit für einen besseren Zugang zu Museen. So kann man von Berlin, aber auch von kleineren Städten und Dörfern aus virtuell Museen in New York, Tokio, Paris, Sankt Petersburg und in vielen anderen Städten besichtigen, ohne direkt vor Ort zu sein.

In Museen sind viele historische Ausstellungsstücke zu besichtigen. Immer öfter greift man hier bei der Restauration auf 3D Scanner und 3D Drucker zurück und ergänzt so fehlende Einzelteile. Zugleich ist es auch möglich, eine vollständige Kopie des Objektes zu fertigen. Diese kann dann beispielsweise von Schülern berührt und genau in Augenschein genommen werden. Eine Manipulation der Figur ist ebenfalls denkbar.  Durch solche Arbeiten wird der Museumsbesuch für Kinder viel interessanter und verstärkt den Lerneffekt. Kommt es am Replikat zu Schäden, kann es erneut ausgedruckt werden. Das ist insbesondere bei empfindlichen Ausstellungsstücken ein sehr großer Vorteil.

Archäologische Stätten mit 3D Scannern abbilden

Oft werden archäologische Stätten erst beim Aushub von Baugruben entdeckt. Für die Erkundung und die Ausgrabungen steht dann meist nur eine begrenzte Zeitspanne zur Verfügung. Mit großflächigen 3D Scannern, die teilweise auch mit GPS ausgestattet sind, können Archäologen eine vollständige Fläche als 3D Datei aufnehmen und so ein 3D Modell erschaffen. Dadurch lassen sich archäologische Überreste besser deuten und zugleich die Suche nach erfolgreichen Ausgrabungsstätten verbessern. Die gefertigten Modelle zeichnen sich oft durch eine hohe Detailgenauigkeit aus. Oft werden für das menschliche Auge unsichtbare Details erkennbar, wenn eine Figur oder ein Fragment vergrößert repliziert wurde. Zugleich kann an den 3D Modellen auch später noch gearbeitet werden. Lichtempfindliche Originalstücke werden so geschützt.

Internationale Zusammenarbeit der Forscher

Weltweit können Forscher, Ingenieure und auch private Personen auf Daten von Modellen, die mit einem 3D Scanner erfasst wurden, zurückgreifen. So müssen archäologische Artefakte von Museen und anderen wissenschaftlichen Einrichtungen nicht mehr verschickt werden, sondern die eingescannten Daten werden online verschickt oder von einer Webseite abgerufen. Wissenschaftler können dann die Daten und ihre Erkenntnisse über das Internet austauschen, sich so besser vernetzen und auf den Forschungsergebnissen anderer aufbauen.

Das Unternehmen Arskan 3D beispielsweise entwickelt nicht nur transportable 3D Scanner, sondern nutzte diese unter anderem auch dafür, im Jahr 2015 einige Stücke aus dem Lyoner Museum für Bildende Kunst zu scannen. Die Lyoner Einrichtung dürfte aller Wahrscheinlichkeit nach das erste virtuell zu besichtigende 3D-Museum weltweit gewesen sein. Auch das in der französischen Hauptstadt Paris ansässige Museum Quai Branly nutzt 3D Scanner. Hier haben die Besucher die Möglichkeit, den Inhalt alter, artefaktgefüllter Särge mit Hilfe eines 3D Scanners zu betrachten. Diese Särge konnten nicht geöffnet werden, da die Gefahr bestand, dass die im Sarg befindlichen Gegenstände beschädigt würden.

Sammlerstücke mit Hilfe von 3D Scannern und 3D Druckern schützen

Nicht nur für die Reparatur, sondern auch für die Fertigung von Duplikaten können 3D Scanner und 3D Drucker eingesetzt werden. Für den in der Regel berührungslosen Scan selbst werden – je nach Größe – meist nur wenige Minuten benötigt. Die so erzeugte Datei kann dann sowohl bearbeitet, gespeichert, archiviert und gedruckt werden. Eine Übermittlung der Datei an andere Nutzer ist ebenfalls möglich. Sofern diese einen eigenen 3D Drucker besitzen, können sie das gewünschte Objekt dann selbst ausdrucken. Eine solche Möglichkeit bietet unter anderem das Art Institut of Chicago seinen Besuchern an.

Zu den bekanntesten Asservaten aus der jüngeren Geschichte dürften sicher die Pappmaché Köpfe der Ausbrecher der Gefängnisinsel Alcatraz aus den 1960er Jahren gehören. Da sich das Material immer mehr zersetzt, die Häftlinge aber bis heute noch nicht gefasst wurden, sollen die Köpfe als Beweismittel erhalten bleiben. Deshalb hat das FBI die Köpfe 3D gescannt.

Auch in Zukunft ist es zu erwarten, dass die 3D Scan- und 3D Druck-Technologie in der Archäologie und in musealen Einrichtungen immer stärker zum Einsatz kommt. Gerade den jüngsten Besuchern wird so Geschichte mit modernen Medien nahegebracht. In der Archäologie ist zudem der Einsatz von 3D Scannern sehr vielversprechend. So können bereits zu Ausgrabungsbeginn, aber auch während einzelner Arbeitsschritte 3D Scans angefertigt werden. Die so gewonnenen Daten können zu gezielteren Ausgrabungen beitragen, aber auch zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal einer erneuten Betrachtung unterzogen werden.

Weiterführende Literatur/Quellen:

  • https://3dprint.com/179081/palmyra-arch-in-italy/
  • https://arskan.com/
  • https://www.fbi.gov/contact-us/field-offices/sanfrancisco/news/press-releases/fbi-presents-national-park-service-with-3d-printed-copies-of-escape-from-alcatraz-decoy-heads