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Stampa 3D del David di Michelangelo del Padiglione Italia a Expo Dubai

Arte e tecnologia si incontrano nella realizzazione di una replica fedele del David di Michelangelo. Dimensioni reali e dettagli riprodotti con precisione e accuratezza estreme. Stampa 3D, resina acrilica e impasto di polveri di marmo di Carrara hanno permesso di realizzare la copia più fedele che ci sia dell’opera più riprodotta al mondo. Questo grazie alle competenze scientifiche e industriali di ricercatori e aziende e alle sapienti abilità manuali dei restauratori.

Un ambasciatore molto particolare rappresenterà l’Italia nel suo padiglione all’edizione Expo Dubai che avrà inizio il prossimo ottobre: il David di Michelangelo. Non certo l’originale che per peso (5 tonnellate), fragilità e importanza che riveste per tutta la storia rinascimentale e per la cultura tutta, non solo nostra ma internazionale, si deve tutelare al massimo, lasciandolo nella Galleria dell’Accademia a Firenze. Tuttavia una sua copia per la prima volta molto “originale” permetterà ai visitatori di Expo almeno di comprendere le emozioni che questa opera d’arte può suscitare con la sua scultura vera.

Il Ministero dei Beni Culturali e università e aziende italiane, con competenze diverse tra loro, hanno lavorato affinché si realizzasse una copia praticamente gemella del David.

Gemello digitale

Per questa realizzazione che ora è già installata presso il padiglione italiano a Dubai e che tra le sue particolarità a quella di rispettare le dimensioni dell’opera originale (oltre 5 metri di altezza), si è ricorso alla stampa 3D.

Il progetto si dipana su tre fasi principali:

  • la digitalizzazione della statua,
  • la sua stampa e finitura,
  • il trasporto e la collocazione presso il Padiglione Italia a Expo Dubai.

Le sfide in ognuna di queste fasi sono state tante e tutte affrontate da un team composto di università, laboratori artigiani e aziende italiane con competenze specialistiche differenti, che ha lavorato utilizzando anche le tecnologie industriali più avanzate presenti sul mercato internazionale. Il gruppo è stato coordinato dalla professoressa Grazia Tucci, che da oltre venti anni si occupa della digitalizzazione dei beni culturali, tra cui diverse opere di arte plastica, curando per alcune di esse anche la riproduzione con sistemi di stampa 3D. Nello specifico è il Laboratorio di Geomatica per l’ambiente e la conservazione dei beni culturali (GeCoLab), che afferisce al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università di Firenze, che ha seguito tutte le fasi di realizzazione della copia del David.

Prima di tutto si è dovuto pensare alla riproduzione digitale dell’opera, con il rilievo tridimensionale della statua, completa di basamento e la creazione del gemello digitale. La digitalizzazione è stata realizzata utilizzando le tecnologie più avanzate e ha costituito un eccellente esempio di riproduzione numerica di un’opera d’arte. La società italiana Hexagon Manufacturing Intelligence, con il coordinamento operativo di GeCoLab e la direzione scientifica della prof. Grazia Tucci, ha realizzato il modello digitale in alta definizione del David di Michelangelo, occupandosi di tutte le fasi di misurazione e scannerizzazione della scultura con dei sofisticati sistemi che permettono di ottenere un vero e proprio modello digitale dell’opera.

Per la digitalizzazione sono stati impiegati il sistema Aicon di Hexagon a luce strutturata, costituito da un proiettore di un pattern a luce strutturata e una coppia di camere con CCD a basso livello di noise e lenti di alta qualità, che inquadrano l’oggetto e ne registrano anche la texture, e il sistema Absolute Tracker AT960 e Absolute Scanner LAS e LAS-XL, sempre di Hexagon. Questo ultimo sistema combina la precisione di un misuratore a distanza assoluta (ADM) con la velocità di un interferometro. Tramite una camera ad infrarossi, movimentata da motori piezometrici, insegue il sistema a scansione LAS e ne determina in continuo la posizione e l’assetto angolare, riconoscendo la posizione di una serie di led disposti sullo strumento.

Sostanzialmente si è trattato di memorizzare tridimensionalmente tutti i dati del David di Michelangelo, mediante una griglia di luci proiettate sulla statua, riprese da due telecamere, per una scansione con una precisione di 6 centesimi di millimetro. Questo ha permesso di creare un modello digitale di una accuratezza tale che anche la riproduzione fisica finale del David risulta essere la più accurata mai realizzata finora al mondo. Il gemello digitale così accuratamente realizzato rimane ora utile anche per qualsiasi altro tipo di studio o intervento si voglia o si debba effettuare su questa opera e permette, ad esempio, di studiarne a fondo il comportamento strutturale. Rimane infatti al momento la riproduzione scientificamente e metricamente più attendibile.

In questa prima fase di lavoro sono occorse circa 100mila scannerizzazioni in oltre 40 ore. Si voleva infatti ottenere un gemello digitale che registrasse anche tutte le caratteristiche della superficie, dai difetti invisibili ad occhio nudo, ai segni del tempo, alle anomalie del materiale, fino alle scalpellature dell’artista.

Stampa 3D

La seconda grande sfida in questa realizzazione è stata la stampa vera e propria del modello digitale. Prima di tutto, considerate le dimensioni dell’opera, è chiaro che la statua doveva essere stampata in più parti. Tuttavia, per accelerare i tempi di creazione, evitare le problematiche di incollaggio dei pezzi che subiscono deformazioni differenziali e che quindi creano problemi di assemblaggio, si è scelta la stampante più grande presente al momento sul mercato. Si è così ridotta la frammentazione dell’opera al minimo possibile. In questo caso è stata scelta una macchina che ancora non era stata mai utilizzata per la replica fedele di una scultura delle dimensioni del David di Michelangelo.

La tecnologia additiva, tra l’altro, ha consentito di non avere scarti di lavorazione e di poter curare tutta la parte di ingegnerizzazione del processo, così da assicurare tutte le caratteristiche di resistenza e sicurezza necessarie anche nella fase di assemblaggio di una tale riproduzione.

La soluzione adottata si distingue per innovazione, rapidità di esecuzione e qualità del prodotto realizzato. La stampa è stata eseguita dalle aziende 3D Venice di Mestre e 3DZ di Arezzo.

Il team di 3DZ, azienda specializzata in stampa e scansione 3D, ha utilizzato i più sofisticati strumenti e tecniche additive per la stampa delle varie parti della statua. Grazie alla preziosa collaborazione con 3D Venice, service specializzato nella stampa di grandi dimensioni, si è riprodotto il busto e le parti principali del capolavoro michelangiolesco.

La tecnica Gel Dispensing Printing (GDP) ha rappresentato la vera innovazione. Il processo è completamente diverso dai sistemi di stampa 3D usuali (ad estrusione, ad incandescenza o per sinterizzazione) e utilizza una tecnica simile a quella usata nei sistemi FDM (Fused Deposition Modeling) di modellazione a deposizione fusa. Durante l’utilizzo, il gel Dimengel, una resina acrilica e nello specifico il grado Dimengel 100, sensibile alla luce ultravioletta, polimerizza quasi istantaneamente mediante apposite lampade a luce UV. Questo permette di stampare oggetti di grandi dimensioni ad una velocità superiore a qualsiasi altro sistema di stampa 3D.

Per la realizzazione della copia del David è stata utilizzata la stampante Massivit 1800, della società israeliana Massivit 3D Printing Technologies. Questa stampante ha permesso di produrre pezzi di dimensioni notevoli (fino a 117x150x180 cm, circa 3 metri cubi, con una risoluzione tra 0,7 e 1,7 mm) riducendo, come detto, la necessità di scomporre la statua in troppe parti, semplificandone il montaggio e accelerando i tempi di assemblaggio.

SDF di Daniele Guerrini di Arezzo, specializzato nella stampa 3D per prototipi e mini produzioni in materiali come ABS, PLA, HIPS, ha invece ricreato la testa del David utilizzando un materiale riciclato. Formlabs ha partecipato in alcuni dettagli del volto in virtù della precisione e del livello di dettaglio della propria tecnologia, mentre con una stampante a resina Nexa 3D, messa a disposizione proprio dal distributore esclusivo in Italia 3DZ, si sono prodotti alcuni particolari delle mani e dei piedi. Nexa 3D è un’azienda californiana produttrice di stampanti 3D a stereolitografia ultraveloci. L’unione della tecnologia brevettata LSPc (Lubricant Sublayer Photo-curing) con una matrice luminosa strutturata (Structured Light Matrix) permette alle stampanti Nexa 3D di raggiungere velocità di stampa notevoli.

La scelta per la realizzazione di ogni parte è dunque sempre caduta su soluzioni che frammentassero il meno possibile l’opera e che permettessero tempi di stampa rapidi e garantissero un peso ridotto al minimo possibile. La riproduzione del David di Michelangelo realizzato per lo più in resina acrilica, anche dopo la fase di finitura, ha raggiunto un peso di soli 450 kg contro le 5 tonnellate dell’originale in marmo. Fasi di stampa, assemblaggio e finitura non hanno superato i tre mesi di lavoro.

Finiture

La fase finale della realizzazione della riproduzione del David è stata quella della rifinitura delle superfici. Questa fase ha visto in atto tutte le competenze artigianali dei restauratori del laboratorio di restauro di Nicola Salvioli. Con le soluzioni adottate, seppur da vicino si noti ovviamente che si tratta di una replica in altro materiale, a distanza di 1,5 o 2 metri – la distanza a cui i visitatori di Expo Dubai potranno ammirare questa riproduzione del David – la superficie appare vera.

Alla superficie plastica è stato applicato un impasto di marmo, ottenuto con la sovrapposizione di polveri di marmo di Carrara, ed è stato applicato così da riprodurre fedelmente con la massima accuratezza e nei minimi dettagli colori e qualsiasi caratteristica presente sull’originale. La superficie è ruvida dove l’originale è ruvido, liscia dove l’originale è liscio; sono riprodotti anche difetti, venature, scalpellature e anomalie che il tempo ha lasciato sull’opera.

Una replica, insomma, perfetta in ogni dettaglio. La più fedele mai realizzata. È la prima volta che si è raggiunto l’obiettivo di consentire una lettura critica e scientifica e non solo scenografica della rappresentazione del David di Michelangelo. Il tutto nato da competenze italiane multidisciplinari: digitale e artigianale insieme, tecnologia e arti insieme.

a cura di Valeria Mazzucato

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