CC BY
88
Исследования н разработки
Лазерные технологии и реставрация ювелирных изделий
М. Н. Лопато
В музейной реставрации уже более 30 лет применяют лазерные технологии. Одним из первых их предложил американский физик Дж. Ф. Асмус, который в церкви Святой Екатерины показал, как с помощью лазерной установки можно удалять черные отложения с настенных произведений.
Сегодня лазерная очистка произведений искусства стала привычной техникой и успешно применяется в реставрации шедевров во многих странах мира (Франция, Италия, Австрия, Америка, Китай и т. д.). Во Флоренции «Opificio delle Pietre Dure e laboratori di restauro di Firenze» для реставрации музейных экспонатов уже более трех лет применяют лазерную сварку и лазерную очистку позолоты и камня. Благодаря этому были спасены разрушенные уникальные ювелирные украшения, церковная утварь, чаши и кубки.
Исследования возможностей применения лазера были с успехом проведены на различных художественных материалах (камень, бронза, позолота, живопись, фреска, бумага, папирус, дерево, штукатурка, кожа и ткань).
В собрании российских музеев хранятся ювелирные украшения и другие предметы декоративно-прикладного искусства, требующие реставрации. Много лет из-за запрета Министерства культуры СССР и пробирного надзора (пайки золотыми и серебряными припоями) не проводилась необходимая реставрация.
В декоре изделий использованы водоразмываемые и минеральные краски, эмали, перья, ткань и
другие органические материалы, которые нельзя подвергать нагреванию, пайке, поэтому до сих пор для реставрации применялся только клей и мягкие припои. Подобная реставрация недолговечна, фрагменты изделий снова ломаются или под собственной тяжестью, или из-за невероятной хрупкости памятников.
Благодаря современным лазерным технологиям появилась возможность реставрировать уникальные украшения без использования нагрева и припоя.
Первые машины лазерной сварки были маломощные и не приспособленные для реставрации.
Сегодня на рынке реставрационного оборудования представлен широкий ряд лазерных технологических установок от различных производителей. Несмотря на многообразие представленных моделей, комплекс основных потребительских свойств установок достаточно близок.
Это обусловлено идентичностью решаемых им технологических задач, а именно, сваркой различных металлов. Возможности установок, как правило, избыточны (по мощности и др. параметрам) для ювелиров и реставраторов, что связано со стремлением фирм-производителей представить на рынке универсальные разработки, способные решать различные задачи.
Применение лазерной технологии для решения музейных задач позволяет радикально сократить время реставрации и существенно повысить качество работы, что делает лазерную установку рентабельной, несмотря на ее высокую стоимость.
Кубок с наутилусом до реставрации
после реставрации
ИННОВАЦИИ № 3 (90), 2006
ИННОВАЦИИ № 3 (90), 2006
теру. В реставрационной практике крайне необходима тщательная фиксация всех процессов.
В точке сварки генерируется небольшое локализованное тепло, что позволяет производить сварку на расстоянии 0,5-1мм от камней или тонких сварных соединений.
Стыки, сваренные лазером, прочнее, чем аналогичные стыки, спаянные горелкой, а также значительно прочнее, чем сварка микроплазмой. Их прочность составляет 95% от прочности цельного металла.
Новая технология позволяет избежать использования припоев. В месте проведения сварного шва отсутствует окалина. Кроме высочайшей точности и чистоты сваренных поверхностей, автоматическая пульсирующая система применяется для полировки и скругления тонких элементов. Диаметр луча меняется от 200 мкм до 2 мм и допускает изменение различных размеров.
Локализованное тепло позволяет производить сварку поверх ранее сваренных поверхностей, не повреждая предыдущую работу (можно, не разбирая, сваривать украшения с эмалями, мастиками, жемчугом, перьями и тканями). Для работы с различными металлами (золотом, серебром, медью, железом, титаном и т. д.) изменяются параметры лазерной сварки. При лазерной сварке не изменяется вес украшения.
Использование новейшей технологии для создания инверторного генератора третьего поколения позволило изготовить электронный блок еще более компактным, улучшить его рабочие показатели и энергетическую эффективность.
В результате была создана компактная и экономичная в электропотреблении машина с высокой мощностью.
Лазерная сварка имеет минимальный размер и вес. Она легко помещается в любом месте и даже может крепиться на стене с помощью специальной скобы, что позволяет более рационально использовать имеющуюся площадь. Это очень важно для не-
Один из крупнейших производителей лазерного оборудования фирма «ОКОТЮ» (Италия, Верона) начала выпуск новых лазерных установок предназначенных для музейной реставрации. Среди оборудования есть компактные машины для сварки миниатюрных экспонатов и большие лазерные установки открытого типа.
При необходимости установка комплектуется двумя микролифтами для работы с различными по габаритам предметами. Управление всеми процессами осуществляется с помощью джойстика из рабочей камеры. В камере также есть регуляторы света и системы охлаждения. Концепция свободного движения позволяет держать предмет руками и регулировать сварочный процесс. В микроскоп встроена цифровая видео- и фотокамера, подключенные к компью-
Лазерная сварка и примеры сварки разных металлов
больших по площади реставрационных лабораторий.
Помощь в обслуживании установки осуществляется через систему глобальной технической поддержки через телефонный модем, установленный на каждой из машин.
Эта уникальная особенность позволяет обслуживать рабочую станцию, связываться с ней через модем или другие порты для выполнения сервисного обслуживания системы в реальном времени.
Насколько мне известно, Государственный Эрмитаж первый в России применил в реставрации лазерную сварку последнего поколения, которая отвечает всем музейным требованиям.
Реставраторы внимательно следили за развитием лазерной техники. И после появления на рынке реставрационного оборудования лазерной установки, которая позволяет сваривать сложнейшие детали (от тончайшей филиграни до толстостенных предметов) в Эрмитаже было принято решение об использование в реставрации новых технологий. Специально для музея в Италии была создана уникальная установка с адаптированными для реставрации параметрами.
В качестве примера использования лазерных технологий можно привести реставрацию кубка, основу которого составляет раковина «наутилус». Раковина оправлена позолоченным серебром и декорирована монетами и медалями. У кубка было полностью отломано основание от ножки, разрушены винтовые соединения, на поверхности ме-
таллических деталей видны разрывы. Наличие раковины и тонкого слоя позолоты не позволяет нагревать сосуд и использовать в реставрации пайку твердыми припоями и другие традиционные методики.
Работа с кубком осложнялась предыдущими реставрационными работами, когда в качестве связующего использовали мягкие припои на основе олова. Припой не выдержал веса сосуда, и пропаянные швы разошлись. Реставрационным советом было решено использовать лазерную сварку.
На предварительном этапе пришлось механическим способом удалять припой и зачищать все швы. После чего основание было приварено к ножке кубка. Сварка проводилась с внутренней стороны основания. Используя универсальные возможности машины, удалось скруглить и заполировать края сваренного шва. Для испытания прочности сварочных швов была дана нагрузка, в 10 раз превышающая вес кубка.
Благодаря революционным лазерным технологиям, кроме кубка, удалось восстановить разрушенный серебряный филигранный подсвечник конца XVII-начало XVIII в, серебряную курильницуXVII в и письменный прибор короля Великобритании Вильгельма Оранского, изготовленного в Индии или Гоа в 1672-1702 гг. и др.
Безусловно, применение лазерной сварки и лазерной очистки в музейной реставрации позволит восстановить музейные экспонаты и поднимет реставрационные методики на новый уровень.
