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Ecco come la stampa 3D riporta in vita le antichità

La prossima volta che visitate un museo, portate con voi una luce UV - alcuni dei reperti storici che vi circondano potrebbero nascondere indizi che rivelano l’uso di moderne tecnologie di restauro, inesistenti fino a pochi anni fa.

Mattia Mercante è restauratore di beni culturali e collabora principalmente con l’Istituto Opificio delle Pietre Dure di Firenze. Si serve di moderni strumenti digitali come la scansione 3D, il computer-aided design (CAD) e la stampa 3D per restaurare le opere d’arte dei maggiori artisti e scultori del Rinascimento, inclusi Michelangelo e Leonardo da Vinci.

Questi strumenti digitali consentono ai restauratori di emulare il virtuosismo tecnico dei grandi Maestri e di restaurare dettagli complessi altrimenti impossibili da riprodurre, consentendoci di godere delle opere in tutto il loro splendore e interezza, come i loro creatori le avevano concepite.

Continua la lettura per immergerti nel mondo segreto e misterioso del restauro d’arte e scopri come le moderne tecnologie aiutano a preservare il nostro patrimonio culturale.

Introduzione di tecnologie digitali in un settore tradizionale

Dopo essersi cimentato brevemente con l’architettura, Mercante ha studiato restauro d’arte presso l’Opificio, uno degli istituti pubblici più prestigiosi del settore.

Inizialmente, Mercante aveva rivolto l’attenzione alla modellazione 3D per la scultura digitale, sperimentando successivamente con la scansione e la stampa 3D che a quel tempo stavano godendo di una certa espansione in ambito commerciale, prima di decidere di inserirle in un contesto professionale.

“Ho iniziato a servirmi di tecnologie quali la scansione e la stampa 3D per necessità di tipo pratico, come la risoluzione di alcune problematiche nell'ambito della documentazione, valorizzazione e preservazione del patrimonio culturale. Abbiamo iniziato a usare scanner 3D per la valutazione di opere d’arte, successivamente i software di modellazione digitale sono entrati a far parte del nostro metodo di lavoro, che ora è stato completato dalla stampa 3D,” dice Mercante.

“Fin dai miei primi anni di studio, il mio obiettivo è stato dimostrare come i soggetti coinvolti nel restauro del patrimonio culturale possono aggiungere in modo diretto e autonomo al loro metodo di lavoro gli strumenti digitali oggi disponibili, senza doversi affidare a servizi professionali esterni.”

Ma come funziona il processo di restauro di un’opera d’arte?

I restauratori iniziano un nuovo progetto con la scansione 3D, che li aiuta a documentare e analizzare le opere d’arte.

I restauratori iniziano un nuovo progetto con la scansione 3D, che li aiuta a documentare e analizzare le opere d’arte.

Valutazione dell’opera d’arte

Il primo passo per il restauro di un progetto consiste nella valutazione dello stato e condizione di un’opera d’arte da parte di ispettori tecnici qualificati in collaborazione con i restauratori.

“Lavoriamo per risolvere tre tipi di problemi: l’urgenza, la prevenzione e la valorizzazione. Urgenza significa che se l’opera ha bisogno di essere restaurata a breve termine per consentirne la preservazione, dobbiamo dargli priorità. Se pensiamo che le sue condizioni potrebbero peggiorare nell’immediato futuro, procediamo a un restauro preventivo. Infine, se l’opera verrà esposta o entrerà a fare parte di uno studio, dovrà essere preparata per tali situazioni speciali, che noi chiamiamo valorizzazione.”

L’unica cosa che può limitare o bloccare il restauro è se l’intervento rischia di danneggiare l’opera e la sua integrità materiale. Gli interventi dovrebbero essere svolti solo se necessari alla corretta preservazione e alla sopravvivenza futura dell’opera d’arte.

Scansione, modellazione e stampa 3D

Un elemento cruciale di questo lavoro è la scansione, che aiuta a minimizzare l’interpretazione delle forme usando parti di sculture esistenti quale base per successivi restauri.

“La scansione e la modellazione digitale garantiscono un maggiore rispetto dello stile artistico originale. I restauratori sono tecnici d’arte, non pittori o scultori: gli aspetti interpretativi e creativi non dovrebbero influenzare il nostro lavoro,” puntualizza Mercante.

Dopo aver effettuato la scansione, i restauratori procedono a studiare le problematiche e a valutare le possibili valorizzazioni da compiere. L’ultimo passaggio consiste nella realizzazione, ovvero nella creazione della documentazione, nella progettazione delle forme e nel completamento del restauro. La stampa 3D viene usata per creare prototipi per il controllo di qualità e la pre-visualizzazione, e anche per i restauri finali di materiale.

Mercante ha ricostruito le dita mancanti di una scultura funeraria in marmo partendo da una scansione 3D della mano rotta e da un modellino di gesso. Ha testato le parti su una replica stampata in 3D della mano prima di attaccarle alla scultura.

Mercante ha ricostruito le dita mancanti di una scultura funeraria in marmo partendo da una scansione 3D della mano rotta e da un modellino di gesso. Ha testato le parti su una replica stampata in 3D della mano prima di attaccarle alla scultura.

Un lavoro di restauro che necessita pulizia, consolidazione, restauro del materiale e integrazione cromatica richiede un tempo medio di 5/6 mesi, ma progetti più complessi possono durare più di un anno.

Rendere possibili i restauri impossibili

I settori di restauro spaziano dall’archeologia all’arte contemporanea. Mercante è specializzato nel restauro di opere in terracotta, stucchi, vetro e sculture di cera, ma la scansione e la stampa 3D vengono usate in progetti che includono una gamma più ampia di manufatti artistici.

Uno dei progetti più recenti di Mercante è stato il restauro di un reliquiario composto da più materiali (vetro, tessuto, metallo, cristallo di rocca, pietra calcarea e conchiglie) per il Museo Tesoro dei Granduchi di Palazzo Pitti a Firenze. Il reliquiario riproduce al centro la crocifissione di Cristo, e la sua cornice lignea è suddivisa in piccole celle, ciascuna delle quali rappresenta una scena del Rosario.

Alcune decorazioni mancanti della cornice del reliquiario stampate in 3D con la stampante Form 2.

Alcune decorazioni mancanti della cornice del reliquiario stampate in 3D con la stampante Form 2.

La cornice è stata arricchita con complesse decorazioni in vetro di circa 1/1,5 mm di diametro; piccoli bastoncini riscaldati a fiamma sono stati piegati e attorcigliati per creare dei riccioli. Il reliquiario era già stato restaurato in passato, ma le decorazioni mancanti della cornice non erano state ricostruite, a causa della complessità dei dettagli e alla mancanza di tecniche in grado di garantire un recupero sicuro e affidabile.

Le parti stampate sono state dipinte nello stesso colore dell’opera e successivamente inserite nella cornice.

Le parti stampate sono state dipinte nello stesso colore dell’opera e successivamente inserite nella cornice.

“Il nostro lavoro di restauratori non consiste solo nel preservare le parti esistenti, ma anche nel consentire ai visitatori di leggere e interpretare correttamente l’opera. Grazie alle nostre stampanti Formlabs presso il laboratorio dell’Opificio, ho potuto restaurare le decorazioni mancanti della cornice, stamparle in 3D usando la resina standard White di Formlabs, che è stata successivamente dipinta di color oro e integrata nell’opera. I restauri sono visibili se illuminati con luce UV, il che li rende facili da identificare ed eliminare se necessario,” dice Mercante.

I restauri sono visibili se illuminati con luce UV, il che li rende facili da identificare e modificare se necessario.

I restauri sono visibili se illuminati con luce UV, il che li rende facili da identificare e modificare se necessario.

“La presenza di tecnologie digitali in laboratorio mi consente di operare modifiche costanti e lavorare in un modo completamente indipendente, pensando direttamente a soluzioni rapide ed efficaci. In passato non era possibile portare a termine molti dei nostri progetti a causa dei limiti di tempo e ai costi dei servizi esterni. Se dovessi pensare ad affrontare lo stesso metodo di lavoro senza l’uso di questi strumenti digitali, credo che rinuncerei a svolgere numerosi progetti.”

In un caso particolare, la ricostruzione di un intaglio ligneo è stata possibile solamente grazie alla scansione e alla stampa 3D.

Il Pannello di Cosimo III, un intaglio ligneo risalente al XVII secolo, ad opera di Grinling Gibbons. Mercante ha creato uno “stampo virtuale” (a sinistra) basato sulla scansione di una decorazione simile all’interno del pezzo (a destra) e lo ha accuratame

Il Pannello di Cosimo III, un intaglio ligneo risalente al XVII secolo, ad opera di Grinling Gibbons. Mercante ha creato uno “stampo virtuale” (a sinistra) basato sulla scansione di una decorazione simile all’interno del pezzo (a destra) e lo ha accuratamente modificato in modo da inserirsi perfettamente dentro l’area incompleta.

“Il Pannello di Cosimo III”, realizzato dal Maestro inglese Grinling Gibbons, è un pannello di grandi dimensioni riccamente decorato con un virtuosismo tecnico estremamente difficile da riprodurre. Il lavoro è stato sottoposto nel tempo a numerosi restauri, ma i restauratori non hanno mai cercato di sostituire la decorazione mancante a causa della difficoltà nell’intagliare il legno con la stessa abilità del maestro alla corte del Re Carlo II d’Inghilterra. Negli anni sono state proposte numerose soluzioni, ma nessuna di questa si è rivelata soddisfacente.

Un restauro di un intaglio ligneo appena uscito da una stampante 3D. Il pezzo è stato stampato in modo tale da simulare il colore del legno prima di essere inserito nell’opera.

Un restauro di un intaglio ligneo appena uscito da una stampante 3D. Il pezzo è stato stampato in modo tale da simulare il colore del legno prima di essere inserito nell’opera.

Nel 2016, grazie alla presenza degli scanner 3D e delle stampanti 3D nei laboratori dell’Opificio, Mercante e la sua collega Cristina Gigli hanno creato uno “stampo virtuale” basato su una decorazione simile contenuta nel pezzo e l’hanno attentamente modificato per farlo combaciare con l’area incompleta.

“Abbiamo stampato il pezzo in 3D e l’abbiamo dipinto in modo tale da farlo combaciare con il colore del legno, e infine l’abbiamo inserito nell’opera. Questo ha risolto la problematica dell’interpretazione artistica del pezzo, e allo stesso tempo ha aiutato a superare gli ostacoli tecnici dati dalla complessità dell’intaglio ligneo”, dice Mercante.

Strumenti versatili nelle mani del restauratore

Mercante ha scoperto che parti create mediante la stampa stereolitografica 3D presentano una superficie di alta qualità e ricca di dettagli: con una rifinitura minima, possono essere usate immediatamente per le ricostruzioni. Le stampe 3D, inoltre, possono essere usate per creare calchi da riprodurre nel materiale originale, anche in metallo.

Un set di dita stampate in 3D per la pre-visualizzazione di un restauro, anch’essi dipinti nella stessa tonalità del marmo.

Un set di dita stampate in 3D per la pre-visualizzazione di un restauro, anch’essi dipinti nella stessa tonalità del marmo.

Di recente, Mercante ha completato un progetto per un cliente privato in collaborazione con i colleghi restauratori Acerina Garcia Garcia e Edoardo Radaelli. Il lavoro comprendeva la ricostruzione delle dita di una scultura funeraria in marmo presso la Cappella Borromeo d’Adda ad Arcore, nei pressi di Milano. Dalla scansione 3D della mano fratturata e da un modellino in gesso conservato presso un’altra struttura museale, il team ha ridisegnato l’intero set di dita, prestando particolare attenzione alle proporzioni e allo stile dell’artista Vincenzo Vela.

“Abbiamo effettuato una stampa in 3D delle ricostruzioni, le abbiamo dipinte nello stesso colore del marmo e le abbiamo attaccate direttamente all’opera con un metodo non invasivo e reversibile basato sull’uso di magneti,” dice Mercante.

I restauri finali stampati in 3D sono stati attaccati mediante piccoli magneti: un metodo non invasivo e reversibile.

I restauri finali stampati in 3D sono stati attaccati mediante piccoli magneti: un metodo non invasivo e reversibile.

L’anno scorso, Mercante ha contribuito ai lavori di documentazione e restauro di una grotta artificiale risalente al XVII secolo assieme alla collega restauratrice Alice Maccoppi. Originariamente concepita come un luogo ricreativo, la grotta è stata ricoperta di conchiglie e creazioni di pietra calcarea.

Grotta artificiale risalente al XVII secolo. Originariamente concepita come un luogo ricreativo, la cava è stata ricoperta di conchiglie e creazioni calcaree - alcune delle quali sono andate perse nel tempo.

Grotta artificiale risalente al XVII secolo. Originariamente concepita come un luogo ricreativo, la cava è stata ricoperta di conchiglie e creazioni calcaree - alcune delle quali sono andate perse nel tempo.

Per effettuare la ricostruzione delle decorazioni mancanti, Mercante ha scansionato le porzioni di muro dove le conchiglie erano rimaste intatte e le ha isolate dal contesto mediante un lavoro di editing 3D. Ha stampato in 3D le conchiglie in scala 1:1, che Maccoppi ha successivamente usato per creare calchi per la colata con geopolimeri.

Le parti delle conchiglie 3D selezionate sono state stampate in 3D in scala 1:1 e sono state usate per creare calchi che sono stati riempiti con una colata di geopolimeri.

Le parti delle conchiglie 3D selezionate sono state stampate in 3D in scala 1:1 e sono state usate per creare calchi che sono stati riempiti con una colata di geopolimeri.

Il futuro del restauro d’arte

Numerosi restauratori che si sono formati in un settore tradizionale, sono restii a integrare le nuove tecnologie nel loro metodo di lavoro. Secondo Mercante questi restauratori credono erroneamente che gli scanner e le stampanti 3D rendano il lavoro sterile e meccanico. Tuttavia, lo scetticismo è in diminuzione, grazie alla qualità in costante aumento e al potenziale di crescita offerto dalle moderne tecnologie.

“La riflessione principale è rivolta alla preservazione dell’opera. Se le tecniche e gli strumenti digitali aiutano a migliorare questo aspetto, allora sono i benvenuti. Da un punto di vista tecnico e teorico, i restauri hanno tanto da guadagnare e nulla da perdere,” afferma Mercante.

“Le stampanti 3D non devono essere il fine, ma il mezzo. Sono strumenti nelle mani dei restauratori, che forniscono soluzioni aggiuntive che possono essere usate per trasferire le conoscenze, abilità e il virtuosismo in modo diretto, adattandoli alle necessità dell’opera. Sosteniamo gli strumenti digitali, con loro è possibile raggiungere livelli maggiori di eccellenza, pertanto incoraggio i restauratori ad usarli - il risparmio di tempo e costi li rendono davvero utili.”

Mercante spera che le tecnologie digitali si diffondano maggiormente e che diventino parte integrante della strumentazione tecnica di un numero sempre maggiore di restauratori.

Scopri di più sulla Form 2

“Dal 2015, mi impegno a collaborare con istituzioni pubbliche come l’Opificio delle Pietre Dure e a utilizzare scanner e stampanti 3D. Spero che potremo creare un dipartimento all’interno dell’Istituto in grado di diventare un fornitore autosufficiente di scansioni digitali, stampe 3D e di servizi di modellazione specializzato nel restauro del patrimonio culturale.”


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