楊 蘊(yùn)

（上海博物館文物保護(hù)科技中心，上海 200231）

在古陶瓷修復(fù)工作中，常常會(huì)面臨器物破損的病害情況，根據(jù)傳統(tǒng)的古陶瓷修復(fù)方法，會(huì)利用文物對(duì)稱的特點(diǎn)，在文物本體上利用打樣膏、石膏、硅橡膠等材料進(jìn)行翻模，由于這些材料會(huì)直接接觸文物表面，在操作過(guò)程中可能會(huì)對(duì)文物本體造成一定的二次損傷，而且翻模形成的文物補(bǔ)配件需要進(jìn)行打磨調(diào)整，也增加了修復(fù)的工作量。如今3D掃描打印技術(shù)廣泛應(yīng)用于文物的修復(fù)當(dāng)中，包括瓷器文物[1、2]、青銅文物[3]等等。該技術(shù)可以通過(guò)對(duì)文物的非接觸性掃描，將文物本身進(jìn)行數(shù)據(jù)化的存儲(chǔ)，并通過(guò)后期處理，進(jìn)行文物缺損處的配件打印，打印出的補(bǔ)缺配件與原器物吻合，這大大提高了修復(fù)的安全性以及修復(fù)中的工作效率。

本文通過(guò)文物的基本信息、保護(hù)修復(fù)方案設(shè)計(jì)、保護(hù)修復(fù)實(shí)施等幾個(gè)方面，結(jié)合3D掃描打印技術(shù)與傳統(tǒng)修復(fù)技法對(duì)該件北宋越窯青釉執(zhí)壺進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，恢復(fù)文物的風(fēng)貌，回歸文物的穩(wěn)定狀態(tài)，為后期研究與展陳奠定基礎(chǔ)。

一、文物的基本信息

這件北宋執(zhí)壺出土于上海青龍鎮(zhèn)遺址，青龍鎮(zhèn)遺址位于上海青浦區(qū)的白鶴鎮(zhèn)，是唐宋時(shí)期重要的市鎮(zhèn)和對(duì)外貿(mào)易港口遺址。據(jù)古文獻(xiàn)記載其是吳淞江的出?？冢彩呛Ｉ辖z綢之路的重要港口。青龍鎮(zhèn)遺址經(jīng)過(guò)2010年、2012年、2015年三次發(fā)掘，出土大量貿(mào)易陶瓷。當(dāng)年部分商品因?yàn)榉N種原因被遺棄于地下，導(dǎo)致有大量的瓷器聚集于此。這件北宋越窯執(zhí)壺正是2012年發(fā)掘出土的。它和其他幾千件可復(fù)原的來(lái)自江西、浙江、福建、湖南等窯口的瓷器和無(wú)數(shù)碎瓷片共同見(jiàn)證著青龍鎮(zhèn)曾經(jīng)繁華的陶瓷貿(mào)易。（圖1）

圖1 修復(fù)前的越窯青釉執(zhí)壺圖

這件青釉執(zhí)壺為北宋越窯系。高18cm，口徑9.5cm，足徑7.6cm。圓唇，喇叭口，長(zhǎng)頸，溜肩，鼓腹，圈足挖足較淺，外底有泥條痕。圓形曲流，帶狀鋬。胎質(zhì)灰白致密堅(jiān)硬。釉色青綠，局部泛黃。肩有兩周玄紋，貼對(duì)稱印花雙耳。模印陽(yáng)文。腹部刻六等分豎線棱雙線紋。里杜湖窯址出土有相似的器物。此件執(zhí)壺具有典型的北宋越窯的工藝特征，代表了當(dāng)時(shí)較高的越窯執(zhí)壺制作水平。

此執(zhí)壺埋藏的環(huán)境是飽水、中性或弱酸性的土壤。文物挖掘后保存的環(huán)境是考古臨時(shí)庫(kù)房，因庫(kù)房無(wú)金屬器恒溫、恒濕保護(hù)裝置與措施，環(huán)境控制完全處于一種純自然形式的原生狀態(tài)，溫濕度變化較大。

該執(zhí)壺出土?xí)r主要病害特征為：缺損，其中口沿缺損約三分之一，帶狀鋬?nèi)睋p，圓形曲流缺損，病害情況見(jiàn)圖2。

圖2 越窯青釉執(zhí)壺病害圖

拿到此件待修執(zhí)壺后先對(duì)胎釉成分進(jìn)行分析，檢測(cè)方法：采用 TN SPECTRACE公司QuanX型能量色散熒光光譜儀和EDAX 公司Eagle III型能量色散熒光光譜儀進(jìn)行無(wú)損的成分分析。檢測(cè)條件：元素Na、P低真空狀態(tài)下測(cè)試；元素K～U大氣狀態(tài)下測(cè)試。檢測(cè)結(jié)果：其釉成分符合高鈣（CaO）、高磷（P2O5），低鉀（K2O）的特征，胎土顯現(xiàn)了南方青瓷低鋁（Al2O3）、高硅（SiO2）、高鈦（TiO2）的特點(diǎn)。（表1）

表1 青龍鎮(zhèn)出土越窯青釉執(zhí)壺胎釉化學(xué)組成 %

二、文物的保護(hù)修復(fù)方案設(shè)計(jì)

該執(zhí)壺破損較為嚴(yán)重，流和鋬?nèi)笔?，破壞了器物的完整性，影響收藏、陳列、研究?jī)r(jià)值。傳統(tǒng)的翻模補(bǔ)配方法有可能造成二次損壞。執(zhí)壺本身的流是空心的，且該執(zhí)壺的流幾乎完全缺失，因此使用常規(guī)的翻模配補(bǔ)或塑形方法做出空心的流，步驟較復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。其次在通過(guò)前期對(duì)該執(zhí)壺的觀察中發(fā)現(xiàn)，該執(zhí)壺與庫(kù)房中另一件執(zhí)壺幾乎相同，僅大小不一，這為流與鋬的造型提供了可靠的依據(jù)。3D掃描技術(shù)可以在不接觸文物的情況下得到文物的完整三維信息，所以在技術(shù)上選擇更加便捷的3D打印技術(shù)來(lái)補(bǔ)配。明確思路之后對(duì)此執(zhí)壺制定修復(fù)方案；需進(jìn)行清洗、補(bǔ)配、上色，恢復(fù)器形的完整性與器物顏色的統(tǒng)一性。滿足陳列展覽的要求。修復(fù)方案要秉承保護(hù)修復(fù)原則：不改變文物原狀原則、最小干預(yù)原則、可再處理原則等。保護(hù)修復(fù)目標(biāo)：去除瓷器表面附著物，對(duì)已有病害進(jìn)行處理，恢復(fù)瓷器結(jié)構(gòu)完整，使文物表面的顏色與質(zhì)感達(dá)到博物館陳列的要求，滿足文物在長(zhǎng)期保存、陳列展示等相關(guān)研究的需要。

以下是這件越窯青釉執(zhí)壺的保護(hù)修復(fù)路線圖（圖3）。

圖3 越窯青釉執(zhí)壺保護(hù)修復(fù)技術(shù)路線圖

三、文物保護(hù)修復(fù)的操作

（一）清洗

對(duì)這件執(zhí)壺實(shí)施修復(fù)，第一步先進(jìn)行表面清理，使用棉簽蘸取陰離子表面活性劑在器物表面滾動(dòng)擦拭，去除表面雜質(zhì)污垢，擦拭時(shí)要注意及時(shí)更換棉球，避免二次污染。第二步對(duì)于和瓷器結(jié)合緊密、機(jī)械方法無(wú)法清理完全的硬質(zhì)結(jié)殼、污垢等，借助蒸汽清洗機(jī)及超聲波清洗機(jī)軟化后機(jī)械清理。第三步使用去離子水清洗干凈，將清理后的瓷片置于50℃干燥箱中干燥處理。

（二）3D打印技術(shù)與文物修復(fù)

在表面污染物清理干凈之后，使用EAscan-D設(shè)備對(duì)文物進(jìn)行3D掃描處理（圖4），貼點(diǎn)之后掃描時(shí)間約為30到40分鐘（不包括預(yù)熱時(shí)間）。由于破損較為嚴(yán)重，且沒(méi)有與原器物完全吻合的相同器形，所以去庫(kù)房挑選了相同器形但體積大于原器物的同款式的完整器北宋執(zhí)壺先進(jìn)行整器的掃描（圖5），兩個(gè)壺比較相近，所以都掃描完成之后，用完整壺的數(shù)據(jù)和缺失壺的數(shù)據(jù)做布爾運(yùn)算（做一個(gè)減差），得到圖6灰色部分的差（缺失部分），缺口是完全匹配的。同時(shí)完成了對(duì)此件執(zhí)壺的數(shù)據(jù)收集存檔工作。

圖4 北宋越窯青釉執(zhí)壺殘缺器

圖5 越窯青釉執(zhí)壺完整器

圖6 補(bǔ)缺部分模型

在完成數(shù)據(jù)建模之后，就是打印材料的選擇，在初步比較后，暫定陶瓷粉末打印材料和VisiJet Crystal堅(jiān)硬透明塑料，VisiJet Crystal堅(jiān)硬透明塑料為醫(yī)療應(yīng)用材料，具有理想的耐用性和穩(wěn)定性，且現(xiàn)在的精度可達(dá)到16μm—32μm，陶瓷粉末打印材料雖然在質(zhì)地上較接近陶瓷類文物，但打印紋理粗糙、分層明顯、精度達(dá)不到理想要求，而且堅(jiān)硬脆性易碎，柔韌性不夠，同時(shí)由于打印原理為陶瓷粉末和粘結(jié)劑粉末組合打印，所以存在收縮率，最終打印成品與實(shí)際會(huì)存在誤差。因?yàn)槲奈锏恼滟F性，所以選擇高精度設(shè)備和材料打印，最后使用16μm高精度高耐老化的VisiJet Crystal堅(jiān)硬透明塑料作為3D打印材料，美國(guó)3D systems projet 3510 HD plus 3D作為打印設(shè)備，確保補(bǔ)配的材料在精度、硬度、柔韌性、耐老化等各方面達(dá)到此件執(zhí)壺修復(fù)要求。配件打印時(shí)間約為60到90分鐘。

圖7 3D打印材料對(duì)原器物缺損處的粘接

（三）3D掃描件的粘接與作色

3D打印配件與執(zhí)壺的斷面吻合嚴(yán)實(shí)，大小形狀與原器物相互匹配，達(dá)到了文物修復(fù)配件的要求。接下來(lái)選用愛(ài)牢達(dá)2020環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑對(duì)補(bǔ)配材料與原器物缺損處進(jìn)行粘接，用無(wú)水乙醇擦去多余的粘接劑后，利用膠帶紙捆綁做臨時(shí)固定，并在固化后進(jìn)行調(diào)整，恢復(fù)器物造型的完整性。

作色環(huán)節(jié)主要分為以下5個(gè)步驟：調(diào)色處理、底色處理、過(guò)渡層處理、細(xì)節(jié)處理、上釉色處理。該文物是典型的越窯青瓷，青中泛黃，所以先用硝基漆調(diào)配出符合該器物的顏色，并與原器形進(jìn)行顏色的比對(duì)，直至顏色與原器物接近。利用噴筆對(duì)補(bǔ)缺部分進(jìn)行噴繪，確保顏色均勻，并完全覆蓋補(bǔ)配區(qū)域。為使得補(bǔ)缺區(qū)域與原器物之間在顏色上過(guò)渡自然，在原有的調(diào)色基礎(chǔ)上加入上光釉并進(jìn)行顏色的微調(diào)，形成一種半透明的青釉色，并用噴筆對(duì)接縫部分進(jìn)行噴繪，使得修復(fù)顏色與原器物相互匹配，并呈現(xiàn)過(guò)渡自然的效果。在顯微照片中可觀察得出原器物表面具有白色、灰色等細(xì)小的顆粒，因此采用彈色的方法進(jìn)行細(xì)節(jié)的處理以符合器物本身的肌理狀態(tài)。最后為調(diào)整修復(fù)區(qū)域的光澤度調(diào)配仿釉層，最終恢復(fù)了執(zhí)壺整體造型、色澤的完整性。（圖8）

圖8 外觀協(xié)調(diào)處理操作細(xì)節(jié)圖

四、后期儲(chǔ)存與養(yǎng)護(hù)建議

針對(duì)修復(fù)后執(zhí)壺的保存環(huán)境提出相關(guān)建議：由于材料性質(zhì)和陶瓷器文物本身特點(diǎn)，建議環(huán)境光照強(qiáng)度應(yīng)控制在 300勒克斯（Lux）以內(nèi)，避免接觸紫外光。溫度為15～25℃，相對(duì)濕度在40%～50%，溫度波動(dòng)為±5℃左右。條件允許的情況下，建議使用空氣過(guò)濾設(shè)備，減少灰塵。

五、3D打印技術(shù)的總結(jié)和展望

該越窯青釉執(zhí)壺修復(fù)采用3D掃描打印技術(shù)。與以往手工塑形補(bǔ)配相比有新的突破，在沒(méi)有相同大小完整器形作為數(shù)據(jù)參照的前提下，利用同樣類型不同大小的器形進(jìn)行掃描和數(shù)據(jù)處理，并根據(jù)要求模擬出了與原器物同等大小的持壺模型數(shù)據(jù)，并在這個(gè)基礎(chǔ)上與原器物進(jìn)行的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，計(jì)算出了缺損區(qū)域的大小形狀，打印出3D補(bǔ)配材料。同時(shí)在3D打印材料上面進(jìn)行了材質(zhì)的篩選，滿足文物保護(hù)修復(fù)的要求。最后運(yùn)用傳統(tǒng)的修復(fù)方法使得破損的器物得到有效的保護(hù)修復(fù)，滿足了保護(hù)修復(fù)的要求。修復(fù)完成的越窯青釉執(zhí)壺見(jiàn)圖9 。

圖9 修復(fù)完成后的越窯青釉執(zhí)壺

本次修復(fù)的成功經(jīng)驗(yàn)有以下幾點(diǎn)：

第一：采用3D掃描打印技術(shù)應(yīng)用于古陶瓷的修復(fù)之中，整個(gè)掃描過(guò)程不直接接觸文物，安全可控，對(duì)壺的流這類空心的配件，3D打印比塑形翻模更為便捷快速，提高了修復(fù)的效率。

第二：在3D掃描的過(guò)程中，采用不同大小同類器形的器物進(jìn)行數(shù)據(jù)化建模來(lái)達(dá)到原器物相同的數(shù)據(jù)模型，這種處理方法對(duì)相同情況的修復(fù)具有一定的參考意義。

第三：傳統(tǒng)修復(fù)與3D掃描打印技術(shù)的結(jié)合，并提供了一個(gè)具有一定借鑒意義的修復(fù)案例。

第四：由于陶瓷粉末打印技術(shù)的不成熟，使得最后選擇的補(bǔ)配材料依舊是樹(shù)脂類材料。在未來(lái)的3D打印技術(shù)的發(fā)展中，陶瓷打印技術(shù)的發(fā)展與精度的提高將極大程度影響未來(lái)陶瓷器修復(fù)的材料選擇，以瓷質(zhì)材料補(bǔ)缺破損瓷器文物的理想方式將成為可能并常態(tài)化。