Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image
Lapozzon a lap tetejére

Lap tetejére

Kinyomtatták Szent László koponyáját

Kinyomtatták Szent László koponyáját
  • 2017. 07. 31.

Kétezer-tizenhét Szent László esztendeje. A lovagkirály trónra lépésének 940. és szentté avatásának 825. jubileumi évében Szent László relikviáinak vizsgálatát bemutató, tudományos szempontból különösen értékes könyv jelent meg.

A Győri Székesegyházban őrzött hermát a legkorszerűbb természettudományi eszközökkel vizsgálták meg. A tudománytörténeti esemény fontosságát érzékelteti, hogy előtte 150 évvel vizsgálták a koponyát, amelyről akkor csak állapotleírás készült.

A kutatás egyik célja az volt, hogy a koponyaereklye alapján elkészülhessenek Szent László király plasztikus és grafikus arcrekonstrukciói. Tekintettel az ereklye felbecsülhetetlen eszmei értékére, fel sem vetődött a kutatókban, hogy a plasztikus arcrekonstrukcióhoz szükséges gipszlenyomatot vegyenek a koponyáról. Ezért döntöttek a 3D nyomtatás mellett. Ehhez szükség volt több tudományterület (kiemelten a radiológia) összehangolt tevékenységére.

Szent László 3D-nyomtatással készített koponya-rekonstrukciója alulnézetben. (Nagy Károly Zsolt felvétele, 2011)

 

Szent László koponyájáról készült CT-szeletek. (CT-felvételek: Horváth Gyuláné, 2011)

Szent László CT-felvételeiből rekonstruált háromdimenziós (3D) koponya több nézetből,*.dicom formátumban.

(Rekonstrukciók: Kristóf Lilla Alida, 2017)

A *.dicom formátumban rendelkezésre álló több száz CT-felvételt (2–3/a–c. kép) egy erre a célra szolgáló szoftver segítségével lehet átalakítani *.stl fájlokká, amely formátum alkalmas a 3D nyomtatásra. (Az *.stl a Standard Triangle Language meghatározás rövidítése és nemzetközileg elfogadott szabványnak tekinthető, ennek megfelelően a 3D-nyomtatók mindegyike ebben a formátumban fogadja a kinyomtatni kívánt térbeli alakzatok adatait.) Matematikai megjelenését tekintve ez a formátum a gyakorlatban egy háromszögekből felépülő felületi modell (4. kép).

Szent László virtuális koponyája nyomtatható háromszögelt *.stl formátumban. (Rekonstrukció: Falk György, 2011)

A múmiákon elvégezhető hagyományos alaktani és metrikus kutatások korlátozottak, mivel a testet és a koponyát borító kiszáradt lágyrész-maradványok megakadályozzák a közvetlen vizsgálatokat. Ezért a szokásos morfológiai és metrikus adatok rögzítéséhez CT-felvételekre van szükség. A CT-felvételeken – mind a szeleteken, mind a 3D-rekonstrukciókon – akár tizedmilliméter pontossággal mérhetők a kívánt részek, ehhez viszont szükség van a radiológiában használt programra. De nemcsak a felvételek szolgáltatják a fontos mérési pontokat, hanem – mint jelen esetben is – a CT-adatokból létrehozható koponya háromdimenziós adathalmaza is, amely már alkalmas a koponya fizikai kinyomtatására, másolatának elkészítésére. A CT-adatok alapján történő reprodukálás pontos megoldás és használatának nagy előnye, hogy kézzelfoghatóvá válik a koponya másolata, ami egyben alkalmas plasztikus vagy grafikus arcrekonstrukció készítésére is.

(A most következő sorok elsősorban szakembereknek íródtak.)

Ez a technológia az összes eddig ismert RP-technológia* előnyeit egyesíti, illetve kiküszöböli kedvezőtlen tulajdonságaikat. Az eljárást az Objet Geometries**dolgozta ki, és PolyJet néven szabadalmaztatta. A PolyJet háromdimenziós nyomtatás lényege, hogy a rétegről-rétegre történő építkezést közvetlenül a tintasugaras nyomtatófej végzi.

A PolyJet eljárás legfontosabb jellemzője az ultravékonyságú rétegvastagság: 16 μm (0,016 mm). Ez nagyon fontos akkor, ha finom részleteket, vékony falvastagságú modellt – például koponyamásolatot – kell előállítani.

Szent László 3D nyomtatással készített koponyarekonstrukciója a 3D nyomtató munkaterében. (Nagy Károly Zsolt felvétele, 2011)

A PolyJet eljárás közben a sárga alapanyag térbeli alátámasztásához a fehér támaszanyag kinyomtatása is szükséges, ugyanis másképpen nem lehet a műgyanta-cseppeket pozícióban tartani a levegőben.

3D nyomtatáshoz szükséges támaszanyag eltávolítása Szent László 3D nyomtatással készített koponya-rekonstrukciójából. (Nagy Károly Zsolt felvétele, 2011)

A nyomtatást követően a támaszanyag igazítása, lazítása kézzel történik, majd nagynyomású vízsugárral távolítható el véglegesen a támaszanyag.

Kinyomtatták a dr. Patonay Lajos által rekonstruált állkapcsot (mandibula) is. A teljes koponya alapján készültek el Szent László lovagkirály plasztikus és grafikus arcrekonstrukciói, előbbi Kustár Ágnes, antropológus, utóbbi Kőnig Frigyes, festő- és grafikusművész, valamint tanítványai alkotása.

* * *

A cikk a Szent király, lovagkirály – a Szent László- herma és a koponyaereklye vizsgálatai című könyvben jelent meg 2017-ben a Győri Hittudományi Főiskola gondozásában. Szerkesztők: Kristóf Lilla Alida, Lukácsi Zoltán és Patonay Lajos. A PolyJet-eljárással készített koponyamásolat a Varinex Informatikai Zrt. felajánlásának köszönhetően jött létre. A 3D nyomtatás technológiai alkalmazását Falk György, a Varinex Zrt. elnöke ismertette. A koponyamásolat jelenleg Győrött található.

Magyarázatok:

* RP-technológia: Rapid Prototyping, azaz gyors prototípus gyártás.

** Az Objet Geometries izraeli cég néhány éve egyesült az amerikai Stratasys céggel, és napjainkban Stratasys néven fejleszti és forgalmazza ezt a háromdimenziós nyomtatási technológiát.

*** A sztereolitográfiai eljárás (SLA) fényérzékeny epoxigyantát szilárdít lézersugár segítségével. A hasonló eljárások közül a rétegeltdarab-gyártás (LOM) a lézersugár energiáját használja fel az egymásra épülő papírszeletek pontos kontúrjainak kivágására; a szelektív lézeres szinterezés (SLS) közben különféle anyagú porszemcséket olvasztanak össze rétegenként szintén a lézer energiájával.