Das Ziel – Restaurierung 591 Jahre alter Geschichte
Unser aktuellstes Projekt führte uns in das älteste Viertel der Stadt Braunschweig, das Magniviertel. Hier laufen seit einigen Jahren die Restaurierungsarbeiten an einem Fachwerkhaus. Damit einher geht auch die Erhaltung eines Holzbalkens, der ein fester Bestandteil des Gebäudes ist und es mit der Inschrift MCCCCXXXII schmückt. Somit macht dieser Balken das Fachwerkhaus von 1432 zum ältesten datierten. Die vollständige und originalgetreue Erhaltung ist sowohl dem Eigentümer Christoph Borek als auch der Diplom-Restauratorin Julia Köhler und dem Bauhistoriker Elmar Arnhold ein großes Anliegen. Sie hilft, Geschichte lebendig zu halten.
Ein Scanansatz nach dem Motto: Kräfte bündeln
Dieses Projekt erfordert jedoch ein gründliches Verständnis des ursprünglichen Designs, der Materialien und der Bauweise des Gebäudes sowie der 3D-Scantechnologie für die notwendige Digitalisierung. Um die Kräfte zu bündeln, bildeten wir ein Team aus ZEISS Hard- und Software, jahrelanger Erfahrung im 3D-Scannen bei a3Ds sowie dem Wissen über das Gebäude, das das Restaurierungsteam mitbrachte.
Für die Überarbeitung des Gebäudes wurde eine digitale Kopie des Balkens benötigt. Deshalb entschieden wir uns für die tragbare, handgeführte 3D-Scanlösung T-SCAN hawk 2. Dieser sammelt Daten von gescannten Objekten und verwandelt sie in der Inspektionssoftware in einen digitalen Zwilling. Für die weiteren Schritte kann der aktuelle Zustand des Holzbalkens anhand der gesammelten 3D-Daten ermittelt werden.
Der generierte Scan soll das Positiv darstellen und den Materialverschleiß sowie Defekte abbilden. Im weiteren Verlauf des Prozesses kann das entsprechende Negativ mit Hilfe der Digitalisierung erstellt werden. Mit diesem Ansatz ist es möglich, die ursprüngliche Form des Balkens vor der Abnutzung wiederherzustellen.
Die Wahl der richtigen Lösung: tragbarer 3D-Scanner
Im Falle von historischer Architektur ermöglicht das 3D-Scannen eine präzise und genaue Darstellung der ursprünglichen Bauweise des Gebäudes. Mit dieser Technologie können komplizierte Details und Maße erfasst werden, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu erfassen wären. Mit 3D-Scans können Restauratoren ein detailliertes Modell des Gebäudes erstellen, das aus jedem Blickwinkel untersucht und analysiert werden kann, um ein besseres Verständnis der ursprünglichen Form und Konstruktion zu erhalten.
Einer der Hauptvorteile des 3D-Scannens für die Restaurierung besteht darin, dass die Restauratoren Schäden und Verfall der Struktur erkennen und analysieren können. Durch das Scannen des Gebäudes können Bereiche mit Schäden oder Abnutzung erkannt werden. Darüber hinaus kann das 3D-Scannen helfen, fehlende oder beschädigte Teile des Gebäudes zu identifizieren. Anhand dieser Informationen können exakte Repliken der fehlenden Elemente erstellt werden, um das Gebäude in seiner ursprünglichen Form wiederherzustellen. Ein weiterer Vorteil des 3D-Scannens besteht darin, dass es bei der Planung und Durchführung des Restaurierungsprozesses helfen kann. Anhand eines detaillierten digitalen Modells des Gebäudes können die Restauratoren einen Plan für die Restaurierung erstellen, der die ursprüngliche Konstruktion und Bauweise berücksichtigt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Restaurierung der ursprünglichen Form, den Materialien und dem Stil des Gebäudes treu bleibt.
Nachdem wir nun die Vorteile der optischen 3D-Messtechnik geklärt haben, wollen wir uns den 3D-Scanprozess vor Ort genauer ansehen.
1 Vorbereitungen
Die Vorbereitungen waren einfach und schnell. Zunächst mussten wir sicherstellen, dass die gesammelten Daten zueinander in Bezug gesetzt werden und somit ein vollständiges 3D-Modell ergeben. Für diesen Vorbereitungsschritt brachten wir Referenzpunkte an dem entsprechenden Bauteil an. Dies geschieht, ohne die Qualität des Balkens negativ zu beeinflussen. Auch auf Holz haften die Referenzpunkte problemlos. Danach mussten wir nur noch den Laserscanner über einen Stromanschluss mit dem Laptop verbinden.
Das war alles, und wir konnten loslegen!
2 Vor Ort mit dem 3D-Scanner ZEISS T-SCAN hawk 2
Die Bedingungen vor Ort waren nicht ideal, aber wir hatten ein optimales System zur Hand: ZEISS T-SCAN hawk 2.
Das handgeführte System ist durch seine Bauweise für den flexiblen Einsatz am Inspektionsort geeignet. Stativgeführte Systeme wären aufgrund des engen Inspektionsraums und der Baustellenumgebung nur bedingt geeignet. Die rauen Umgebungsbedingungen sind jedoch für den ZEISS T-SCAN hawk 2 keine Herausforderung. Der Scanner gleicht sogar Bewegungen während der Messung aus. So wurden die Oberfläche des Balkens und die Beschriftung in 5 Metern Höhe schnell und genau vermessen. Ermöglicht wird dies durch die unterschiedlichen Laserlinien des Scanners.
Willst du ein Geheimnis wissen? Auch ohne Stromversorgung vor Ort konnte eine Messung mit dem batteriegestützten Ansatz durchgeführt werden.
3 Datenauswertung
Mit Hilfe des Scanners erhalten wir ein genaues Mesh des Holzteils. Auch detaillierte stl-Daten des Balkens können vor Ort generiert werden. Diese zeigen den Ist-Zustand sowie die Abnutzung des Bauteils. Die Daten sind unerlässlich für die 3D-Fräskonturmodulation durch einen Holzbautechniker, um den Verschleiß zu komplementieren.
4 Der letzte Schliff
Um eine perfekte Anpassung an das Original zu erreichen, wurde der Balken zunächst in Kunststoff gefräst. Die Holzergänzungen wurden an die entsprechenden Stellen am Kunststoff-Balken angepasst (z.B. mit einem Schnitzeisen). Diese Holzergänzungen wurden dann auf den Originalbalken geklebt und gedübelt.
4 Erfahre mehr aus erster Hand
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