位于英国伦敦郊区的基尤大宝塔现在拥有72条3D打印龙。在皇家植物园的原始项目中，3D  Systems采用了逆向工程和大规模选择性激光烧结(SLS)技术，帮助这座拥有256年历史的建筑恢复昔日的辉煌。

基尤皇家植物园的大宝塔

  邱园的大宝塔于1762年由威廉·钱伯斯爵士(Sir William  Chambers)完成，是一座10层高的观景廊，占地75英亩(现为300英亩)，直至伦敦市。西洋与中国风结合的完美典范，建筑的每个层面都装饰着蛇形龙，最初是用木头雕刻而成。在宝塔揭幕之后的几年里，它吸引了大批人前来，人们惊叹于其163英尺高的建筑及其异国情调和引人注目的细节，包括彩绘木龙。但在19世纪80年代，龙被移除走了，被拆除用于建筑维护的龙没有被放回去。

  如今，大宝塔已成为联合国教科文组织世界遗产，需要进行重大修复。历史悠久的皇家宫殿（HRP）接受了将建筑瑰宝恢复昔日辉煌的挑战。但是在设计，质量，时间，重量和成本方面都存在一些特殊问题。HRP联系了3D Systems ODM（按需制造）团队，该团队使用Geomagic Design X逆向工程软件，选择性激光烧结（SLS）3D打印来创建原始龙的轻巧，耐用的复制品。

  现在，由于历史悠久的皇家宫殿(HRP)和 3D  Systems之间的合作，72个基于原始装饰的大型龙已经3D打印，并被安装在历史悠久的联合国教科文组织世界遗产建筑上。3D打印龙的安装不仅标志着HRP最近在Kew的大宝塔恢复工作的完成，也标志着教科文组织项目中增材制造的最广泛使用。

  3D打印复杂的龙并不像在STL文件上打印打印那么容易。因为雕塑需要尽可能真实，并且因为许多原始的木龙没有得到很好的保存 —— 甚至有传言称龙被用作支付皇家赌博债务 —— 3D Systems必须有效地对龙进行逆向工程，才能获得3D打印模型。

  为实现这一目标，3D Systems的ODM（按需制造）团队使用FARO Design  ScanArm捕获木雕龙的3D扫描。然后将扫描数据导入到3D Systems的Geomagic Design  X逆向工程软件中，这使得团队不仅能够确保准确的细节，还能整合中空结构以减轻重量。根据该团队的说法，它能够将3D打印龙的重量减轻60%，与木制龙相比(重量在7到15公斤之间)。减轻重量可以减少对历史悠久的大宝塔的压力。

使用Geomagic Wrap处理扫描数据

工作人员使用Geomagic Design X 为龙逆向建模

  随着龙的三维模型准备和缩放成各种尺寸(长度在1150毫米到1850毫米之间)，ODM团队采用3D Systems sPro 230  SLS打印机，打造耐用，轻便的打印件。每条龙都是用DuraForm PA材料打印的，这是一种耐用的聚酰胺12尼龙材料，其特性适合龙的外观和功能。

  “我们求助于3D Systems，以提供该项目所需的快速吞吐量，准确的细节和出色的整理，”历史皇家宫殿项目总监Craig Hatto表示。“3D Systems团队的工程技术，轻量化龙雕像的机会，以及SLS 3D打印的材料寿命是该项目的关键考虑因素。”

  最后，72个3D打印的龙由3D  Systems的ODM团队精确地完成，他们精心手绘每个细节。据报道，每条龙花了大约一天半的时间来上色。

Nick Systems，按需制造总经理，3D Systems(左)和HRP项目负责人Craig Hatto(右)持有一条完成的3D打印龙

  HRP计划对16世纪的大宝塔进行翻新。第一步是进行调查，显示结构的具体公差，并在全盛时期发掘建筑物的原始图和早期图纸。“我们必须弄清楚的主要挑战，”HRP项目经理Rob Umney解释说，“就是如何制造龙。”

  保护宝塔底部的八条最大的龙是由非洲红雪松木雕师制作的。这八条龙总重量约2500千克，对旧结构造成巨大压力。因此，Umney补充道，“我们需要一种新技术才能让它变得非常轻盈。”

80条龙(72个3D打印，8个手工雕刻)守卫着Kew大塔的周边

  3D Systems参与该项目始于2016年，当时该公司正式赢得了使用3D打印制作龙的合同。

  最早的3D形式的龙是一个粘土模型。这个模型及其随后的木雕，由3D Systems使用FARO ScanArm进行3D扫描，为3D打印创建数字框架。

3D打印龙的微型复制品 

  3D Systems最大的SLS 3D打印机Pro 230用于打印所有72条龙，其打印尺寸为550x550x750mm(长x宽x高)。从不到1米到1.5米的长度测量，龙必须被分割成五个不同的部分用于打印：头部，中心体，左翼，右翼和尾部。

  根据估计，一条1.5米长的龙需要大约18个小时才能打印出来。总体而言，全部构建（建模，打印，后期处理，绘画，烫金）花了大约一年的时间。

3D打印龙后期处理

  每条龙都是空心的，由公司标准的DuraForm SLS材料制成，PA 12尼龙具有优异的耐化学性和抗拉强度。在到达宝塔之前，用这种材料打印的3D龙在英国的BAE系统公司进行了风洞试验。通过该测试产生的完成设计意味着在强风下龙将毫发无损。

  除了轻量化之外，3D打印还确保每条龙都能保留一些个性。总的来说，主龙设计上有18个3D打印版本，图中的左右镜像保留了格鲁吉亚的对称性。

  每条龙，以项目中涉及的工程师之一的名义进行个性化。每件作品也都用序列号进行3D打印，以帮助组装。

  由于客户的机密性，制作龙的成本的确切细节仍然未公开，但 3D Systems Europe的区域销售经理Simon Hammond表示是“六位数”。

  “我们经常看到3D打印技术应用于新的创新，当我们有机会创造历史时，这是非常令人兴奋的，”3D Systems的塑料和按需制造高级副总裁兼总经理Phil  Schultz评论道。“通过与历史悠久的皇家宫殿的合作，我们能够将新技术带入历史性的里程碑 —— 将其恢复到昔日的宏伟，并帮助确保未来几代人都能目睹其风采。”

  “这证明了我们的随需应变制造团队的能力和专业知识，”他补充道。“我们的全套耐用材料，3D打印技术，逆向工程软件 和实用专业知识使我们能够创建定制解决方案，无论客户的需求多么独特。”据了解，联合国教科文组织世界遗产于上周7月13日重新向公众开放。