زرین فام 
دوفصلنامه مطالعات موزه‌ای

زرین فام دوفصلنامه مطالعات موزه‌ای

ارزیابی پایداری مواد مرسوم در چاپگر سه‌بعدی (FDM) برای کاربرد در مرمت آثار تاریخی و موزه داری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه حفاظت و باستان سنجی، دانشکده هنرهای کاربربدی، دانشگاه هنر اسلامی تبریز.ایران
2 دانشجوی دکترای تخصصی، مرمت اشیاء فرهنگی و تاریخی، دانشکده حفاظت و مرمت، دانشگاه هنر ایران، تهران.
3 دکترای تخصصی، دکترای شیمی تجزیه، محقق در دانشگاه علوم کاربردی فورآرلبرگو وین اتریش.
10.30481/museum.2026.574239.1077
چکیده
فناوری چاپ سه‌بعدی به روش رسوب مذاب (FDM) با ارائه دقت بالا و انعطاف‌پذیری، رویکردی نوین برای بازسازی قطعات مفقود و تولید مولاژهای موقت آثار تاریخی در موزه‌ها فراهم کرده است. این پژوهش با تمرکز بر چهار فیلامنت رایج در بازار ایران، شامل پلی‌لاکتیک اسید (PLA)، اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)، پلی‌آمید (PA)، و پلی‌اتیلن ترفتالات گلیکول (PETG)، پایداری رنگی و ساختاری آن‌ها را تحت پیرسازی تسریع‌شده با اشعه فرابنفش (UV) به مدت 288 ساعت (بر اساس استاندارد ASTM D4587-11) ارزیابی کرد. پیش از آزمایش، ساختار شیمیایی پلیمرها با طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) بررسی شد. نتایج رنگ‌سنجی (CIE Lab*) نشان داد که PLA با کمترین تغییرات رنگی و ABS با بیشترین تغییرات عملکرد متفاوتی داشتند. تحلیل FTIR پس از پیرسازی، تشکیل پیک کربونیل را در PLA، ABS، و PETG تأیید کرد، اما در PA چنین پیکی مشاهده نشد، که حاکی از پایداری ساختاری بالای این فیلامنت است. PLA به دلیل ثبات رنگی مناسب، برای کاربردهای موقت در موزه‌ها توصیه می‌شود، در حالی که PA برای قطعاتی با نیاز به دوام ساختاری مطلوب است. ABS به دلیل تغییرات رنگی شدید نامناسب تشخیص داده شد. این مطالعه، با پایبندی به اصول مرمت، پتانسیل کاربرد فیلامنت‌های FDM را در حفاظت از میراث فرهنگی مشروط به مدیریت مؤثر شرایط محیط را مورد توجه قرار میدهد نتایج این پژوهش نشان می‌دهد فیلامنت پلی‌آمید (PA) به دلیل پایداری ساختاری نسبی و فیلامنت PLA به دلیل کمترین تغییر رنگی، گزینه‌های بهینه برای بازسازی قطعات گمشده یا ساخت حمایت‌های موقت اشیا موزه‌ای هستند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the Durability of Common FDM 3D Printing Materials for Applications in the Restoration of Historical Artefacts and Museum Objects

نویسندگان English

Mehdi Razani 1
Jalil esmailnezhad 2
Sara Hosseinzadegan 3
1 Department of Conservation and Archaeology, Faculty of Applied Arts, Tabriz Islamic Art University. Tabriz. Iran
2 Phd Student, Conservation and Restoration of Cultural and Historical Objects, Faculty of Conservation and Restoration, Iran university of Art, Tehran, Iran
3 Ph.D. of Analytical ChemistryResearcher at Vorarlberg University of Applied Sciences. Austia
چکیده English

Fused Deposition Modelling (FDM) three-dimensional printing technology, with its high precision and design flexibility, offers a novel approach for reconstructing missing parts and producing temporary replicas of historical artefacts in museum contexts. This study evaluated the colour and structural stability of four widely available filaments in the Iranian market — polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyamide (PA), and polyethylene terephthalate glycol (PETG) — under accelerated ultraviolet (UV) ageing for 288 hours according to ASTM D4587-11. Prior to ageing, the chemical structure of the polymers was characterised using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Colorimetric analysis (CIE L*a*b*) revealed that PLA exhibited the smallest colour change (ΔE), whereas ABS displayed the largest. Post-ageing FTIR spectra confirmed the formation of carbonyl peaks in PLA, ABS, and PETG, indicating photo-oxidative degradation; no such peak was observed in PA, demonstrating its superior structural stability. PLA is recommended for temporary museum applications owing to its excellent colour stability, while PA is preferred for components requiring high structural durability. ABS was deemed unsuitable due to pronounced colour shifts. Adhering to established conservation ethics, this research highlights the potential of FDM filaments in cultural heritage preservation, provided environmental conditions are rigorously controlled. The results indicate that polyamide (PA), due to its relative structural stability, and PLA, due to its minimal colour change, represent the optimal choices for reconstructing missing fragments or fabricating temporary supports for museum objects

کلیدواژه‌ها English

Filament
FDM 3D printing
conservation-restoration
ultraviolet radiation (UV)
colorimetry

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 07 اسفند 1404

  • تاریخ دریافت 10 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 25 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش 30 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 07 اسفند 1404