Bezpečná manipulace s historickou plastikou

V roce 2021 se na nás obrátili zástupci Národní galerie Praha s požadavkem na vytvoření speciální konstrukce pro restaurátorské práce na plastice Ležící torzo od Zdeňka Pešánka.

Dílo vzniklo pro československý pavilon na Mezinárodní výstavě umění a techniky v Paříži v roce 1937. Kvůli poškození a prasklině bylo nutné plastiku během oprav zpevnit tak, aby s ní bylo možné bezpečně manipulovat a zároveň zachovat přístup restaurátorů k opravovanému místu.

Běžný univerzální přípravek zde nebylo možné použít. Konstrukce musela respektovat nepravidelný povrch konkrétního díla, rozložit zatížení do bezpečných míst a zabránit dalšímu poškození. Zadavatel nám proto poskytl detailní 3D sken plastiky a základní představu přípravku tvořeného dvěma pásy vedenými kolem díla po obou stranách praskliny. Ty měly být následně vzájemně propojeny závitovými tyčemi.

Samotný sken však k bezpečnému návrhu nestačil. Modelář si proto plastiku prohlédl osobně a společně s restaurátorem konzultoval její mechanické vlastnosti, způsob plánovaných oprav i požadavky na přístup k jednotlivým částem povrchu. Kontrolním měřením jsme zároveň ověřili správné měřítko digitálního modelu. Teprve poté mohl vzniknout první návrh konstrukce.

Tvar dosedacích pásů byl vytvořen digitálním odečtením povrchu plastiky od modelovaného fixačního přípravku. Konstrukce tak přesně sledovala geometrii díla, aniž by bylo nutné její tvar ručně přibližovat nebo složitě dopasovávat až při montáži.

Přestože konstrukce tvar sochy kopírovala, nemohla se přímo dotýkat jejího povrchu. Dosedací plochy proto dostaly přibližně milimetrové odsazení určené pro měkkou ochrannou výstelku. Současně bylo potřeba zachovat přístup k opravované prasklině a umožnit proudění vzduchu kolem povrchu. Do konstrukce proto vznikly otvory, které sloužily k odvětrávání, snížení hmotnosti a usnadnění manipulace.

Celý přípravek byl rozdělen na několik samostatných částí propojených šrouby, maticemi a závitovými tyčemi. Restaurátoři jej tak mohli sestavit přímo kolem plastiky bez nutnosti složité manipulace s jedním velkým dílem.

Konstrukce připravená pro 3D tisk

Jako výrobní technologii jsme zvolili FDM 3D tisk. Umožnil vytvořit rozměrné a geometricky složité díly při relativně nízké hmotnosti a současně nabídl možnost rychlých změn, pokud by se při testování ukázalo, že některá část konstrukce nevyhovuje.

Materiálem se stal Prusament PETG, který nabídl vhodnou kombinaci mechanické odolnosti, dobré tisknutelnosti a přiměřené ceny. Pokud by při testech jeho vlastnosti nestačily, bylo možné přejít na odolnější technický materiál. To však nakonec nebylo potřeba.

Model byl od počátku navrhován s ohledem na možnosti FDM tisku, zejména na orientaci dílů a omezení spojená s převisy. Tam, kde jim nebylo možné zabránit, byla konstrukce přizpůsobena použití tiskových podpor.

Pro vyšší prostorovou pevnost jsme zvolili hexagonální vnitřní výplň. Zároveň jsme zvýšili počet perimetrů a horních i spodních vrstev, čímž vznikl pevnější vnější plášť bez nutnosti výrazně navyšovat množství výplně a výslednou hmotnost.

Důležitá byla také orientace jednotlivých částí na tiskové podložce. Snažili jsme se, aby tisková vlákna probíhala v co nejdelších souvislých liniích a podporovala konstrukci ve směrech očekávaného zatížení.

Po dokončení tisku si zadavatel jednotlivé části převzal a sestavil je v restaurátorské dílně. Konstrukce byla doplněna spojovacím materiálem a měkkou dosedací vrstvou chránící povrch plastiky.

Při prvním nasazení se ukázalo, že jedna z částí nedosedá přesně podle požadavků. Digitální návrh jsme proto upravili, díl znovu vytiskli a následně lehce dobrousili. Celá oprava zabrala pouze dva dny.

Při použití tradičních výrobních metod by podobná změna mohla znamenat výrazně delší čekání, složitou ruční úpravu nebo výrobu nového přípravku. U 3D tisku bylo možné zasáhnout pouze do konkrétního problematického místa a zbytek ověřené konstrukce ponechat beze změny.

Výsledek

Kompletní realizace zabrala přibližně 65 hodin. Z toho třináct hodin připadlo na modelování a zbývající čas na samotný tisk. Na projektu spolupracoval modelář, obsluha 3D tiskárny a restaurátor, který následně zajistil montáž konstrukce na plastiku.

Vznikl lehký, pevný a snadno sestavitelný fixační přípravek přesně přizpůsobený jedinému historickému objektu. Konstrukce umožnila bezpečně stabilizovat plastiku a současně zachovat přístup k místu restaurátorského zásahu.

Projekt ukázal, že 3D tisk je vhodnou technologií pro výrobu specializovaných přípravků s jednorázovým nebo velmi omezeným využitím. Vedle nízkých nákladů a rychlé výroby je jeho hlavní výhodou možnost okamžitě reagovat na poznatky z praxe a upravovat jednotlivé části bez nutnosti měnit celé řešení.