3D打印技術(shù)在龍門石窟金剛經(jīng)洞修復(fù)中的應(yīng)用

馬朝龍,衛(wèi)婉英,劉 軼

(龍門石窟研究院,河南洛陽 471000)

0 引 言

龍門石窟開鑿在中寒武紀(jì)石灰?guī)r巖層上,距今已有1500余年歷史,石窟區(qū)巖體構(gòu)造裂隙、層面裂隙、卸荷裂隙相互交切,引起洞窟和雕刻品崩塌。龍門石窟絕大部分洞窟窟頂、立壁、窟門、龕檐及雕刻品等都受到不同程度裂隙切割,導(dǎo)致部分圍巖立壁及雕刻品出現(xiàn)滑動(dòng)、崩塌及掉塊現(xiàn)象[1]。其中洞窟崩塌(即后文“洞窟坍塌”)不僅會(huì)造成文物信息缺失,同時(shí)也誘發(fā)或加劇洞窟內(nèi)滲漏水、水銹結(jié)殼、微生物病害等情況的發(fā)生、發(fā)展,縮短文物壽命(圖1)。

圖1 龍門石窟部分坍塌洞窟現(xiàn)狀Fig.1 Current situations of some collapsed caves in Longmen Grottoes

針對(duì)缺損部位較小的坍塌洞窟,龍門石窟的傳統(tǒng)修復(fù)工藝是以天然石灰?guī)r[2]、玻璃纖維和環(huán)氧樹脂為主要材料進(jìn)行修復(fù)(圖2),均取得良好防護(hù)效果。針對(duì)缺損部位較大的坍塌洞窟,如采用天然石灰?guī)r為修復(fù)材料,會(huì)導(dǎo)致其下部巖體荷載重。此外,缺損處巖體往往參差不齊,若采用天然石灰?guī)r修復(fù),則需要經(jīng)過反復(fù)切割打磨才能滿足要求,如采用玻璃纖維為主要材料進(jìn)行修復(fù),同樣需要反復(fù)調(diào)整尺寸、形狀,工藝耗時(shí)長。

圖2 傳統(tǒng)工藝修復(fù)后效果Fig.2 Effects after restoration using traditional methods

3D打印技術(shù)具有采集數(shù)據(jù)信息無需接觸文物、設(shè)計(jì)自由度高、復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度制造[3]、節(jié)省時(shí)間[4]等特點(diǎn)。此外,3D打印輸出的同時(shí)也將文物原始信息進(jìn)行高精度數(shù)字化記錄與儲(chǔ)存[5],可為日后研究工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此,該技術(shù)受到文物工作者的強(qiáng)烈關(guān)注,在文物保護(hù)工作中的應(yīng)用也已取得一定成果。

2017年,高秀芬[6]采用3D打印技術(shù)將尋甸彝族民族服飾裝飾品、少數(shù)民族器物等非遺器物進(jìn)行了數(shù)字建模及3D打印,在保護(hù)非遺器物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了文化傳承。2021年,張鵬宇[7]成功將3D打印技術(shù)融入到金屬文物復(fù)制工藝中,成功仿制出中國國家博物館藏鎏金銅觀音造像和戰(zhàn)國雙獸首三輪盤,有效提升了傳統(tǒng)文物復(fù)制的效率,同時(shí)克服不適宜采用傳統(tǒng)翻模鑄造工藝進(jìn)行復(fù)制的難題。2021年,張珮琛[8]將可拆卸式補(bǔ)配與3D打印相結(jié)合,在補(bǔ)配殘缺青銅器的同時(shí),保留具有研究價(jià)值的“改制”痕跡,實(shí)現(xiàn)了最小干預(yù)和展陳效果之間的平衡,使文物修復(fù)工作更安全、精準(zhǔn)、有效。

目前,3D打印在石窟寺坍塌洞窟修復(fù)工作中的應(yīng)用鮮有報(bào)道,本工作以龍門石窟金剛經(jīng)洞修復(fù)為例,探究3D打印技術(shù)在缺損面積較大的坍塌洞窟修復(fù)工作中的適用性,以期改善文物保存環(huán)境,實(shí)現(xiàn)對(duì)窟龕的預(yù)防性保護(hù),同時(shí)避免傳統(tǒng)工藝荷載重、工藝復(fù)雜耗時(shí)長等問題。

1 金剛經(jīng)洞現(xiàn)狀

1.1 金剛經(jīng)洞基本情況

龍門石窟429窟又名“金剛經(jīng)洞”(圖3),鑿于唐龍朔三年(公元663年),位于龍門石窟敬善寺與摩崖三佛之間的崖壁上。洞窟平面呈方形,平頂,現(xiàn)為敞口。洞窟高140 cm,寬117 cm,進(jìn)深156 cm,前壁殘存面厚32 cm,窟頂為糙面無雕刻。

圖3 金剛經(jīng)洞全景Fig.3 Panorama of the Vajra Sutra Cave

正壁雕一身優(yōu)填王像,高120 cm,坐高95 cm,肩寬30 cm,頭殘高23 cm,胸部局部殘,施說法印,倚坐于方臺(tái)上,足踏束腰仰覆圓蓮臺(tái),臺(tái)高26 cm。左、右壁均刻滿佛經(jīng)經(jīng)文,系龍朔三年(公元663年)佛弟子常才合家造優(yōu)填王像并金剛經(jīng)記,《金剛經(jīng)》為鳩摩羅什譯本。

1.2 金剛經(jīng)洞病害及成因分析

1.2.1金剛經(jīng)洞病害 金剛經(jīng)洞的主要病害為缺失、裂隙滲漏水,以及滲水區(qū)域伴生的水銹結(jié)殼、微生物病害、泛鹽等情況(圖4)。

圖4 金剛經(jīng)洞病害圖Fig.4 Disease maps of the Vajra Sutra Cave

1) 缺失。左壁前部殘缺,現(xiàn)左壁殘深77 cm,最窄處62 cm,殘面呈不規(guī)則狀,導(dǎo)致左壁上的經(jīng)文大部分缺失。正壁主佛頭頸部缺失。右壁3處經(jīng)文缺失,缺失面積分別為108 cm2、240 cm2、58 cm2。頂壁前部缺失,大致呈三角狀缺失,最深處達(dá)94 cm,邊長達(dá)140 cm,缺失邊緣呈不規(guī)則的斜線狀。

2) 裂隙及裂隙滲水。左壁有2條卸荷裂隙自上而下延伸至窟底,分別長120 cm(西側(cè))和150 cm(東側(cè))。正壁有1條長120 cm的卸荷裂隙橫向貫穿正壁,沿裂隙有滲漏水痕跡。右壁共4條裂隙,其中3條卸荷裂隙、1條構(gòu)造裂隙。卸荷裂隙分別長74 cm、104 cm、90 cm,與長145 cm的構(gòu)造裂隙相交切,裂隙致使雕刻品缺失、掉塊。窟頂坡面上有許多條縱橫交錯(cuò)的裂隙,導(dǎo)致頂部巖體破碎。

3) 水銹結(jié)殼。左壁和正壁大面積水銹結(jié)殼,面積11 540 cm2。正壁優(yōu)填王像左側(cè)壁面尤為嚴(yán)重,結(jié)殼厚度達(dá)1.5 cm。頂壁前部水銹結(jié)殼普遍,面積6 084 cm2。

4) 微生物病害。正壁優(yōu)填王像左側(cè)及腹部以上壁面和左壁水銹結(jié)殼區(qū)域均有黑綠色微生物伴生。右壁東側(cè)有綠色微生物,面積約7 000 cm2。

5) 泛鹽。右壁西側(cè)上部區(qū)域有白色泛鹽,面積約7 644 cm2。

1.2.2金剛經(jīng)洞病害成因分析 依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果,金剛經(jīng)洞病害形成的主要原因有以下兩點(diǎn):

1) 洞窟內(nèi)及所依附崖體裂隙縱橫交切是造成缺失的主要原因;

2) 導(dǎo)致此窟滲漏水、水銹結(jié)殼、微生物病害、泛鹽等病害發(fā)育的主要原因有三方面:一是頂壁前部坍塌,雨水沿頂壁回流至窟內(nèi);二是窟內(nèi)一條卸荷裂隙貫穿左、正、右三壁,總長314 cm(左壁長120 cm、正壁長120 cm、右壁長74 cm),沿此裂隙滲漏水嚴(yán)重;三是洞窟左壁及頂部缺失面積較大,且敞口等因素,使此窟缺少相對(duì)穩(wěn)定的保存環(huán)境。

1.3 坍塌洞窟修復(fù)方案制定

結(jié)合上文分析可知,金剛經(jīng)洞頂壁及左壁局部缺失是窟內(nèi)病害發(fā)育的主要誘因之一。因此,本次3D打印項(xiàng)目針對(duì)性解決最急迫的兩個(gè)問題:一是金剛經(jīng)洞頂壁缺失導(dǎo)致的雨水回流;二是頂壁及左壁部分缺失導(dǎo)致窟內(nèi)文物保存環(huán)境不穩(wěn)定。洞窟內(nèi)裂隙滲漏水、水銹結(jié)殼、微生物病害及泛鹽等情況,將在后續(xù)保護(hù)工作中解決。

本工作采用當(dāng)前業(yè)界最先進(jìn)的技術(shù),對(duì)石窟本體開展三維數(shù)字化掃描獲取精準(zhǔn)的修復(fù)截面空間接口數(shù)據(jù);通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),對(duì)窟龕內(nèi)部進(jìn)行光場、溫度場仿真;應(yīng)用3D打印技術(shù)實(shí)施對(duì)修復(fù)部件復(fù)雜截面和空間結(jié)構(gòu)的成型;應(yīng)用具備抗老化、防水、防腐、防日曬的輕型材料。通過這些新型科學(xué)技術(shù)措施,對(duì)坍塌洞窟最有必要部分進(jìn)行修復(fù),減緩窟內(nèi)病害發(fā)育。

2 金剛經(jīng)洞修復(fù)工藝及結(jié)果

2.1 主要設(shè)備與工具

1) iReal 2E彩色三維掃描儀。iReal 2E手持式彩色三維掃描儀擁有超大景深和掃描面幅,采用紅色VCSEL結(jié)構(gòu)光,實(shí)現(xiàn)對(duì)文物無接觸掃描,快速獲取文物表面的色彩紋理和幾何形狀信息,最大掃描幅面850 mm×800 mm,景深750 mm,數(shù)據(jù)采集速度高達(dá)1 500 000點(diǎn)/s,掃描高效流暢。通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)崖體殘壁三維掃描,獲取精確的崖體三維模型。

2) HT-600S 3D打印機(jī)。HT-600S 3D打印機(jī)是一款SLA(立體光固化)成型打印機(jī),采用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由點(diǎn)到線,由線到面順序凝固,完成一個(gè)層面的打印作業(yè),然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度,再固化另一個(gè)層面,這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體模型。這種方法能簡捷、全自動(dòng)地制造出表面質(zhì)量和尺寸精度較高、幾何形狀較復(fù)雜的三維實(shí)體造型,實(shí)現(xiàn)防護(hù)性窟檐的3D打印成型,成型范圍:600 mm(長)×600 mm(寬)×400 mm(高),分層厚度:0.05～0.12 mm。采用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)性窟檐的高精度3D打印,實(shí)現(xiàn)保護(hù)性窟檐的精確實(shí)體造型。

3) SC-80C全自動(dòng)色差計(jì)。SC-80C全自動(dòng)色差計(jì)的工作原理是將標(biāo)準(zhǔn)光源照射到物體表面,傳感器接收到反射光信息后傳到微計(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算分析,同時(shí)按色空間標(biāo)準(zhǔn)顯示出數(shù)字顏色數(shù)據(jù)。傳感器的光譜特性完全符合CIE標(biāo)準(zhǔn)觀查者響應(yīng)曲線,儀器在操作過程中能夠自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理,用戶可以修改標(biāo)準(zhǔn)白板的數(shù)據(jù)和色差目標(biāo)數(shù)值。通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)繪制色彩與標(biāo)準(zhǔn)色彩的定量比對(duì)分析,以保證保護(hù)性窟檐色彩還原的準(zhǔn)確性。

2.2 工藝流程

本項(xiàng)目包括對(duì)窟龕崖體的高精度三維數(shù)字化數(shù)據(jù)采集、修復(fù)部件3D設(shè)計(jì)、窟龕仿真設(shè)計(jì)(光場、溫度場仿真)、修復(fù)部件的3D打印、修復(fù)模塊加強(qiáng)處理、質(zhì)感及上色處理、修復(fù)部件現(xiàn)場施工安裝等程序,工藝流程圖見圖5。

圖5 金剛經(jīng)洞修復(fù)工藝流程Fig.5 Restoration process for the Vajra Sutra Cave

2.3 窟龕崖體的高精度三維數(shù)字化數(shù)據(jù)采集

采用iReal 2E對(duì)窟龕崖體進(jìn)行高精度數(shù)據(jù)采集,對(duì)準(zhǔn)精度高達(dá)0.300 mm/m,高精度表現(xiàn)洞窟各類細(xì)節(jié),保障后續(xù)打印修復(fù)部件與崖體的吻合度。拍攝時(shí)盡量讓相機(jī)與采集對(duì)象距離相近,保證紋理映射時(shí)面積相近的三角面片對(duì)應(yīng)的紋理區(qū)域里像素?cái)?shù)量相近,減輕紋理走樣。三維數(shù)字化數(shù)據(jù)采集完成后,通過VisualSFM軟件進(jìn)行點(diǎn)云處理,合成洞窟的高精度空間模型。

2.4 修復(fù)部件的3D設(shè)計(jì)

修復(fù)部件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過程,在滿足保護(hù)需求的同時(shí),遵從可逆性原則[9],方便未來實(shí)施更有效保護(hù)方案,兼顧藝術(shù)風(fēng)格與窟龕自身的和諧匹配,對(duì)造型方式、色彩進(jìn)行還原,保障修復(fù)部件與窟龕及周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。修復(fù)部件設(shè)計(jì)步驟見圖6。

圖6 修復(fù)部件設(shè)計(jì)步驟Fig.6 Designing steps for restored parts

2.4.1崖體斷面和修復(fù)部件的3D建模 崖體斷面3D數(shù)據(jù)模型通過高精度3D掃描方式獲取,修復(fù)部件3D模型通過手工建模方式建立,在Geomagic軟件中將兩個(gè)模型進(jìn)行有機(jī)組合(圖7),形成可以進(jìn)行3D打印的文件。修復(fù)部件的3D模型造型,根據(jù)光場、溫度場的計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

圖7 修復(fù)部件3D模型與崖體3D模型組合Fig.7 Combination of the 3D models of restored parts and the cliff body

修復(fù)部位建模時(shí)要兼顧石窟保護(hù)和景觀需求的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。修復(fù)部件應(yīng)該盡可能簡單、樸素,不能喧賓奪主。修復(fù)部件要保證兩個(gè)方面的和諧:一是要保持與石窟自身的和諧,盡量減少對(duì)石窟原有形象特征的影響;二是保持與石窟周邊景觀環(huán)境的和諧,要尊重石窟歷史形成的人文環(huán)境和景觀風(fēng)貌。

2.4.2窟龕內(nèi)的光場、溫度場仿真設(shè)計(jì) 光場、溫度場仿真設(shè)計(jì)目標(biāo)是:根據(jù)修復(fù)前后,窟龕內(nèi)部光場、溫度場仿真結(jié)果,對(duì)修復(fù)部件模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,使光照、溫度指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)效果,使得修復(fù)部件在安裝后,對(duì)窟內(nèi)微環(huán)境起到積極的調(diào)控作用,對(duì)窟龕內(nèi)雕刻品真正起到有效的保護(hù)作用。

1) 基于窟龕光環(huán)境的光場仿真。陽光中紫外線的輻射及對(duì)溫度變化的影響,會(huì)加速石窟雕刻品的光化學(xué)反應(yīng),加快雕刻品的風(fēng)化速度。根據(jù)窟龕的實(shí)際大小,采用Atuodesk Ecotect Analysis軟件進(jìn)行窟龕修復(fù)前和修復(fù)后的日照區(qū)域仿真,增加修復(fù)部件后,日光直接輻射區(qū)域明顯變小(圖8),反復(fù)對(duì)比分析,驗(yàn)證修復(fù)后窟檐遮擋日照輻射的效果,日光直射范圍明顯縮小,窟內(nèi)接收的日光輻射強(qiáng)度降低到日光直射的50%～56%,有效降低窟龕內(nèi)日照時(shí)數(shù),減少太陽輻射對(duì)雕刻品的侵害。

圖8 光場仿真Fig.8 Light field simulation design

2) 窟龕內(nèi)熱環(huán)境的溫度場仿真。通過Atuodesk Ecotect Analysis軟件,繪制修復(fù)前和修復(fù)后洞窟溫度分布圖,根據(jù)模擬結(jié)果計(jì)算出兩種情況下窟內(nèi)的最高平均溫度降低8℃,最低平均溫度降低5℃,對(duì)比溫度場分布的均勻程度,窟內(nèi)溫度分布差值由6.6℃降低到1.9℃,使修復(fù)后窟內(nèi)溫度分布更為均勻,維持洞窟內(nèi)部熱環(huán)境穩(wěn)定(圖9)。

圖9 溫度場仿真Fig.9 Temperature field simulation design

2.5 修復(fù)部件的打印預(yù)處理和3D打印

使用三維軟件對(duì)三維點(diǎn)云模型進(jìn)行表面重建得到三角網(wǎng)格模型,并根據(jù)3D打印機(jī)工作臺(tái)尺寸和行程,避讓文物本體敏感部位,進(jìn)行3D數(shù)據(jù)分割,并對(duì)3D打印數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。然后利用模型分塊數(shù)據(jù),對(duì)3D打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)配置,對(duì)模型進(jìn)行分塊打印輸出。

打印輸出精度為0.05 mm,打印材料為密度小于石灰?guī)r的光敏樹脂(光敏樹脂材料密度為1.10 g/cm3,石灰?guī)r的密度為2.66 g/cm3左右),打印部件為空心結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)修復(fù)工藝相比,輕型的打印材料和空心結(jié)構(gòu)大大降低石窟寺本體荷載。

2.6 修復(fù)模塊的加強(qiáng)處理

3D打印后處理過程,直接影響裝配效果,以及機(jī)械強(qiáng)度和模塊的可靠性,是一個(gè)非常重要的過程,后處理包括模塊背面螺栓鎖定、模塊背面加強(qiáng)(彈性體噴涂、玄武巖纖維與玻璃纖維加強(qiáng))(圖10～圖11)、模塊正面接縫處理、模塊正面加強(qiáng)層噴涂等工藝過程。

圖10 模塊背面加強(qiáng)層噴涂Fig.10 Spraying of the reinforcing layer on the module back

圖11 模塊背面玄武巖與玻璃纖維加強(qiáng)處理效果Fig.11 Uses of basalt and glass fibers to strengthen the module back

其中,模塊背面加強(qiáng)噴涂采用S8801材料,該材料物理性能優(yōu)異,具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐老化性能,在老化實(shí)驗(yàn)后主要性能保持率都大于90%,使用壽命可達(dá)20年。同時(shí)具備防水、防腐蝕、防紫外線等能力,可以保證修復(fù)部件的長期可靠性(S8801性能見表1、表2)。模塊背面加強(qiáng)噴涂后用玄武巖纖維與玻璃纖維(玄武巖纖維與玻璃纖維質(zhì)量比為1∶2、摻量為1.2%)進(jìn)行加強(qiáng)處理,此時(shí)抗折強(qiáng)度可達(dá)3.0 MPa,抗壓強(qiáng)度可達(dá)4.15 MPa(圖12),有效增強(qiáng)修復(fù)部件的物理性能。

表1 S8801的物理性能Table 1 Physical properties of S8801

表2 S8801老化前后性能對(duì)比表Table 2 Performance comparison of S8801 before and after aging

圖12 不同質(zhì)量比玄武巖纖維與玻璃纖維強(qiáng)化后的抗折強(qiáng)度(左)和抗壓強(qiáng)度(右)Fig.12 Flexural strength (left) and compressive strength (right) after reinforcement using basalt and glass fibers

2.7 質(zhì)感上色處理

為保證修復(fù)部件與周圍環(huán)境協(xié)調(diào),質(zhì)感層噴涂后使用無機(jī)硅質(zhì)顏料對(duì)修復(fù)部件進(jìn)行上色處理。顏色的繪制效果,采用SC-80C全自動(dòng)色差計(jì)進(jìn)行測定對(duì)比,上色后效果見圖13。

圖13 上色后效果圖Fig.13 Effect of coloring on restored parts

2.8 修復(fù)部件現(xiàn)場施工安裝

現(xiàn)場施工依據(jù)對(duì)文物本體最小干預(yù)的原則,同時(shí)借鑒修復(fù)龍門石窟683窟、1089窟等窟龕的修復(fù)經(jīng)驗(yàn),制定詳細(xì)的現(xiàn)場修復(fù)工藝,主要包括清掃、固定、裂隙封縫、布設(shè)注漿管、灌漿加固、做舊等操作過程。

1) 清掃。對(duì)崖體缺失面用軟毛刷進(jìn)行清掃,確保不因殘留泥土等雜質(zhì)而影響粘接加固效果。

2) 固定。根據(jù)現(xiàn)場效果,對(duì)修復(fù)部件形狀進(jìn)行微調(diào)后(圖14),將修復(fù)部件固定至崖壁上(圖15)。

圖14 修復(fù)部件形狀微調(diào)Fig.14 Fine adjustment of restored parts

圖15 修復(fù)部件安裝Fig.15 Installation of restored parts

3) 裂隙封縫。修復(fù)部件固定完成后,對(duì)修復(fù)部件和巖體間裂隙采用環(huán)氧樹脂膠泥進(jìn)行封縫(圖16),確保封縫面略低于裂隙平面。

圖16 裂隙封縫Fig.16 Grouting of cracks

4) 布設(shè)注漿管、灌漿加固。根據(jù)現(xiàn)場情況確定布設(shè)注漿管的位置及型號(hào)(本工作裂隙細(xì)微,因此采用注射器針頭為注漿管),采用重力注漿方式沿裂隙自下而上注漿(圖17),灌漿主要材料為環(huán)氧樹脂,備好肥皂等臨時(shí)性膠結(jié)封堵材料,防止漏漿。

圖17 布設(shè)注漿管、注漿Fig.17 Layout of grouting pipes and grouting of cracks

5) 做舊。灌漿完成后,待環(huán)氧樹脂完全固化,剔除注漿管,對(duì)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行做舊處理,效果見圖18。

圖18 金剛經(jīng)洞修復(fù)前(a)后(b)對(duì)比Fig.18 Comparison of the Vajra Sutra Cave before (a) and after (b) restoration

3 結(jié) 論

龍門石窟金剛經(jīng)洞修復(fù)工作成功將3D打印技術(shù)應(yīng)用到坍塌洞窟修復(fù)工作中。這是石窟寺坍塌洞窟修復(fù)工作的一種全新的嘗試,為石窟寺保護(hù)工作提供了新思路。

1) 金剛經(jīng)洞頂壁及左壁局部缺失是窟內(nèi)病害發(fā)育主要誘因之一,對(duì)缺失部位進(jìn)行修復(fù),可抑制洞窟內(nèi)水害及滲水區(qū)域伴生的水銹結(jié)殼、微生物病害、泛鹽等情況的發(fā)育速度,為這些病害治理工作提供更充足的時(shí)間。

2) 通過對(duì)修復(fù)部件進(jìn)行光場、溫度場仿真設(shè)計(jì),使洞窟內(nèi)接收的日光輻射強(qiáng)度降低到日光直射的50%～56%;洞窟內(nèi)最高和最低平均溫度分別降低8℃和5℃,窟內(nèi)溫度分布差值由6.6℃降低到1.9℃,大大改善文物保存環(huán)境。

3) 采用老化后性能保持>90%的S8801材料涂覆修復(fù)部件,使其具備防水、防腐蝕、防紫外線等能力;采用玄武巖纖維和玻璃纖維增強(qiáng)修復(fù)部件物理性能,修復(fù)部件抗折、抗壓強(qiáng)度分別達(dá)3.0 MPa、4.15 MPa,保證修復(fù)部件的使用壽命>20年。

但是在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)有以下幾點(diǎn)需要繼續(xù)優(yōu)化改進(jìn),這是我們下一步工作的方向。

1) 嘗試使用不同材料制作修復(fù)部件,以期尋找在收縮性、耐老化性等方面與天然巖體最為接近的修復(fù)材料。

2) 改進(jìn)制作工藝,調(diào)整修復(fù)部件外部細(xì)節(jié)凹凸度,使其外觀與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。