Fra digital scanning til museumsreplika: 3D-print genskaber historiske hvalgenstande i 1:1

Når hvalmuseet The Whale åbner i Nordnorge i 2027, bliver det med to opsigtsvækkende genstande, der er skabt med 3D-print på Teknologisk Institut: En massiv, forvredet hvalharpun i stål og en 1,5 meter lang replika af en hvalpenis. Begge genstande skal bidrage til at gøre fortællingen om hvalfangst og hvalens anatomi konkret for museets gæster.

Som en del af udstillingen ønsker museet bl.a. at formidle to sider af hvalens historie: den brutale fangstpraksis fra fortiden og dyrets fascinerende anatomi.

Jagten på de uopnåelige originaler

Centralt i fortællingen står to sjældne genstande.

Den ene er en original metalharpun (som ses på billedet til højre), der ifølge fortællingen blev forvredet i mødet med en hvals enorme kræfter under fangsten. De karakteristiske bøjninger og deformationer gør harpunen til et fysisk vidnesbyrd om den voldsomme dødskamp, som museet ønsker at formidle.

Den anden genstand er en historisk, oppustet og udtørret hvalpenis på cirka 1,5 meter.

Men her opstod udfordringen, for selv om begge genstande allerede eksisterede, befandt de sig på andre museer - og man kan af gode grunde ikke bare fremskaffe en ny hval i dag.

- Oprindeligt havde vi fået en låneaftale med et museum på den originale hvalpenis, men museet endte med at vurdere at genstanden var for skrøbelig til udlån. Hvad angår harpunen, kunne den som udgangspunkt ikke udlånes. Desuden ønskede vi en genstand, der var robust nok til, at publikum kunne berøre den i en udstilling, fortæller Joakim Engel, projektleder for udstillinger hos museet The Whale.

Traditionelt håndværk var ikke umiddelbart en mulighed: At genskabe den forvredne harpun hos en smed ville være enormt bekosteligt og tidskrævende, og en organisk formstøbning af den skrøbelige, uregelmæssige penis var praktisk talt umulig at udføre i hånden.

Løsningen lå i digitalisering. Museets eksterne konservator, der arbejder med digitalisering af kunstgenstande og naturhistoriske objekter, fik derfor adgang til at 3D-scanne originalerne. Med digitale modeller i hånden blev Teknologisk Institut valgt til at genskabe de komplekse geometrier troværdigt med 3D-print - i fuld skala og inden for museets budget.

Når geometrien sprænger printerens rammer

For Teknologisk Institut blev opgaven et eksempel på, hvordan additive fremstillingsteknologier kan bruges langt ud over industrielle komponenter. De to objekter krævede vidt forskellige materialer, bearbejdning og hensyn til den efterfølgende udstilling.

Harpunen skulle være et robust berøringsobjekt, som museumsgæster må komme helt tæt på. Derfor blev den fremstillet i rustfrit stål med Laser Powder Bed Fusion-teknologi. Det var ikke muligt at printe den store genstand i ét stykke, så modellen blev digitalt opdelt i fem dele. Delene blev printet, renset, svejset sammen og slebet, så samlingerne blev skjult.

Rustfrit stål blev valgt, fordi materialet er velegnet til både 3D-print og efterfølgende svejsning. Senere skal en specialist patinere overfladen, så den nye, rene stålharpun får udtrykket af en gammel genstand med slidt maling, rustspor og brugsmærker.

Det viser, hvordan metal 3D-print også kan bruges til store, solide museumsgenstande, som skal kunne holde til publikumsberøring i mange år

- Lasse Nitschke, Teknologisk Institut

En rå overflade med et formål

Den 1,5 meter lange hvalpenis blev fremstillet i polymer. Også her oversteg størrelsen printerens byggevolumen, og modellen blev derfor opdelt i tre sektioner. Scan-dataene var desuden indsamlet med en håndholdt scanner og krævede digital oprensning, før overfladen kunne gøres ensartet og klar til print.

- For at holde vægt, materialeforbrug og omkostninger nede gjorde vi modellen hul med en vægtykkelse på cirka otte millimeter. Sektionerne blev designet med præcise samlinger og efterfølgende limet med epoxylim, forklarer Lasse Nitschke, specialist i 3D-print på Teknologisk Institut.

Modellen er konstrueret, så den kan stå i udstillingen, men den skal afskærmes og understøttes, da den ikke er beregnet til publikumsberøring.

I modsætning til harpunen blev printets let porøse overflade bevaret. Det giver en ekspertmaler eller konservator et bedre grundlag for den detaljerede bemaling og patinering, der skal få replikaen til at fremstå naturtro. Et ægte reb monteres efterfølgende i toppen for at fuldende udtrykket.

Fra museets side, er man begejstret for resultatet.

Det har været et superfint samarbejde med gode tekniske diskussioner undervejs. Vi oplevede stor entusiasme fra Teknologisk Institut omkring opgaven, så det har været en positiv oplevelse – og resultaterne var rigtig fine

- Joakim Engel, The Whale

Digitale data bliver levende historie

Med 3D-print får The Whale adgang til genstande, som ellers ville være umulige, meget tidskrævende eller uforholdsmæssigt dyre at fremstille med traditionelle metoder. Teknologien gør det muligt at omsætte 3D-scanninger af beskyttede museumsemner til robuste, detaljerige replikaer i fuld størrelse.

- Det har handlet om at være open-minded over for utraditionelle opgaver og se, hvordan vi med vores teknologier kan realisere kundens idéer og skabe noget unikt, der giver værdi for museet og dets gæster, siger Lasse Nitschke.

Efter en afsluttende patinering hos konservatorer er objekterne klar til at indtage The Whale i 2027 – som et håndgribeligt bevis på, hvordan industriel 3D-print teknologi kan bygge bro mellem digital kulturarv og levende museumsformidling.

Det er i øvrigt ikke første gang, at Teknologisk Institut har 3D-printet museumsgenstande - tidligere har man printet fundne knoglerester fra Koelbjergmanden, så gæster nu kan opleve en tro kopi af Nordens ældste menneske.