Для воссоздания исторических и культурных реликвий необходимы современные подходы, в частности, аддитивные и измерительные технологии. Так, кафедра технологий производства двигателей участвовала в исследовании на стыке наук. Специалисты кафедры выполнили измерение, создание цифровой модели и выращивание артефакта предков венгров, а именно копии древнего мадьярского перстня.

В Самарской области реализуется проект «Ранние мадьяры на Волге», который предполагает систематизацию найденных на территории области мадьярских древностей, и комплексное – мультидисциплинарное – изучение находок с применением методов физического, химического, почвоведческого анализа, а также компьютерного 3D-моделирования и ДНК-экспертиз.

В рамках данного проекта в лабораториях кафедры технологий производства была создана цифровая копия древнего мадьярского перстня, и затем по полученной 3D — модели была изготовлена копия перстня.

Степень соответствия копии, получаемой в процессе аддитивного выращивания, целиком зависела от создания точной цифровой копии перстня, то есть 3D-модели. У этого древнего перстня сложная геометрическая форма, имеющая поверхности двойной кривизны. Кроме того, на перстне расположен довольно сложный орнамент. Цифровая копия создавалась с помощью технологии оптического сканирования. На перстень проецировалась структурированная подсветка в виде контрастных полос различной ширины. Форма полос, попавших на поверхность объекта, искажается, изображение этих деформированных полос фиксируют камеры технического зрения. Из получаемых таким образом изображений получаются массивы точек сканируемого объекта. Для того чтобы сформировать модели всех поверхностей перстня, потребовалось выполнить 75 сканирований. Для создания единой полигональной модели перстня массивы полученных при сканировании точек обрабатывались за несколько шагов – сначала происходила фильтрация выбросов и сглаживание изменённых точек, затем выполнялось совмещение поверхностей, выделялись границы будущей модели, устранялись дефекты, и формировалась триангуляционная модель.

По полученной 3D-модели в лаборатории аддитивных технологий выращивали перстень на установке SLM280 с помощью технологии селективного лазерного сплавления жаропрочного металлического порошка.

Аддитивное производство позволяет повторить наиболее точно форму, конфигурацию, геометрию выращиваемого изделия. Для обеспечения достоверной точности перстня на его 3D-модель наложили сетку, состоящую из более миллиона элементов. Форма обода кольца при печати в силу действия остаточных напряжений искажается, тонкие стенки могут деформироваться. Создали цифровую модель процесса селективного лазерного сплавления порошка жаропрочного сплава при изготовлении мадьярского перстня. Эта модель определяла теплонапряжённое состояние материала. Специалисты лаборатории смоделировали выращивание в специализированных программных продуктах, подобрали для печати материал российского производства, определили режимы сплавления лазера, разработали систему поддержек для модели перстня, чтобы исключить температурные поводки в процессе изготовления. Всего на разработку технологии 3D-печати колец и изготовления деталей ушло 12 часов.

После удаления материала поддержки заготовки колец прошли ещё один технологический маршрут: пескоструйную обработку поверхности, полирование, декоративное покрытие. В результате на внешний вид и ощупь реплика полностью совпала с артефактом! Теперь с полной уверенностью можно сказать, что история стала нам ближе, поскольку копии исторических объектов, предметы утвари, одежды и украшений, изготовленные методами аддитивного производства, позволяют прикоснуться к ним в прямом смысле слова.