ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

ecoMarble: Αναπτυξη προηγημενων εργαλειων για τη παραγωγη μαρμαρινων ειδων τεχνης απο βιομηχανικα αποβλητα μαρμαρου

To ecoMarble ειναι ενα ερευνητικο προγραμμα που συγχρηματοδοτήθηκε απο την Ευρωπαικη Κοινοτητα στα πλαισια του προγραμματος "Ανταγωνιστικη και Αειφορος Αναπτυξη" (GROWTH 1999)

Αριθμός έργου:   GRD1-1999-10404
Αριθμός συμβολαίου έργου: G1RD-CT-1999-00041
Ημερομηνία έναρξης:   01-01-2000
Ημερομηνία λήξης:   01-10-2002
Διάρκεια:    33 μήνες

Περίληψη

Το πρόγραμμα EcoMarble προτείνει την ‘έξυπνη’ εκμετάλλευση των παραπροϊόντων που δημιουργούνται στην βιομηχανία μαρμάρου, (π.χ. μαρμαρόσκονη). Κάποιες από τις ποσότητες του μαρμάρου που εξορύσσονται από τα λατομεία είναι χαμηλής ποιότητας με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η κατεργασία τους για την παραγωγή μαρμάρινων προϊόντων. Μέχρι σήμερα τα παραπροϊόντα αυτά κατεργάζονται για τη δημιουργία σκόνης, η οποία χρησιμοποιείται στην κατασκευή δρόμων και κτιρίων. Εντούτοις, πάντα υπάρχουν υπολείμματα, τα οποία επιβαρύνουν σημαντικά το περιβάλλον.

Το πρόγραμμα αυτό στοχεύει να εισάγει την εκμετάλλευση της μαρμαρόσκονης στην βιομηχανία των έργων τέχνης και των αντιγράφων αυτών, παράγοντας μαρμάρινα αντικείμενα σε βιομηχανική κλίμακα. Για το σκοπό αυτό αναπτύσσονται εργαλεία και εξειδικευμένη μεθοδολογία, τα οποία θα συμβάλλουν στην απορρόφηση των παραπροϊόντων της βιομηχανίας μαρμάρου και παράλληλα θα χρησιμοποιηθούν για την δημιουργία μαρμάρινων αντιγράφων ιστορικών αντικειμένων ή προϊόντων μοντέρνου σχεδιασμού με ιστορική και πολιτιστική ταυτότητα. 

Για την πραγματοποίηση των παραπάνω στόχων, χρησιμοποιούνται και συνεργάζονται μεταξύ τους αρκετές διαφορετικές τεχνολογίες, οι οποίες καλύπτουν όλα τα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας, από τον σχεδιασμό σε ηλεκτρονικό υπολογιστή, μέχρι την παραγωγή πρωτοτύπων και την κατασκευή προϊόντων σε βιομηχανική κλίμακα. Η ανάπτυξη και η βελτιστοποίηση των παραπάνω τεχνολογιών αναμένεται να αποτελέσει μια ολοκληρωμένη λύση για την βιομηχανία των έργων τέχνης και των αντιγράφων τους, ενώ παράλληλα θα δώσει το έναυσμα για την ανάπτυξη διαφόρων ειδών εφαρμογών.

Για την επίτευξη των στόχων του προγράμματος βελτιστοποιούνται οι μέθοδοι τρισδιάστατης αντιγραφής και ηλεκτρονικού σχεδιασμού, με σκοπό την παραγωγή ψηφιακών μοντέλων ιστορικών αντικειμένων ή άλλων σύγχρονων σχεδίων με ιστορικό υπόβαθρο. Επιπλέον η φάση του σχεδιασμού συνδέεται με τη δημιουργία πρωτοτύπων και την κατασκευή μαρμάρινων αντικειμένων με υψηλούς ρυθμούς παραγωγής. Αυτό επιτυγχάνεται με την ανάπτυξη και την βελτιστοποίηση ειδικής μεθόδου ταχείας προτυποποίησης στο τελικό προϊόν, καθώς επίσης και με την προσαρμογή της μεθόδου έγχυση σε καλούπια (Injection Moulding) σε μίγματα μαρμαρόσκονης.

Το πρόγραμμα ξεκίνησε με την τρισδιάστατη αντιγραφή ιστορικών αντικειμένων και τη μεταφορά των ηλεκτρονικών αρχείων σε υπολογιστή.  Η διαδικασία αυτή υποστηρίζει την πιστή ψηφιακή αναπαραγωγή των ιστορικών αντικειμένων, καθώς και την καλλιτεχνική δημιουργία αντικειμένων, με ιστορικό υπόβαθρο. Στη συνέχεια είναι υπό ανάπτυξη τα ψηφιακά μοντέλα των προϊόντων με τη βοήθεια βελτιστοποιημένων μεθόδων CAD. Πριν την παραγωγής τους σε βιομηχανική κλίμακα θα δοκιμαστεί η παραγωγή τους με την ειδικά για το σκοπό αυτό αναπτυσσόμενη μέθοδο ταχείας προτυποποίησης. Αυτό συμπεριλαμβάνει τη δημιουργία πρωτοτύπων σε διάφορα υλικά μεταξύ των οποίων και στο τελικό υλικό, το μάρμαρο, με τη βελτιστοποιημένη μέθοδο Multiphase Jet Solidification. Στα πλαίσια του προγράμματος αναπτύσσεται επίσης μια συμπληρωματική μέθοδος ταχείας προτυποποίησης, με την οποία θα δίνεται η δυνατότητα να κατασκευάζονται με στερεολιθογραφία τα μεγαλύτερα μέχρι σήμερα στον κόσμο αντικείμενα – σε ανθρώπινες διαστάσεις. Η μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα Μουσεία κατά την αποκατάσταση και συντήρηση των εκθεμάτων. Το στάδιο αυτό περιλαμβάνει επίσης την ανάπτυξη ειδικού λογισμικού για την δημιουργία των κατάλληλων ηλεκτρονικών αρχείων STL.

Τέλος, βελτιστοποιείται και η τεχνολογία της έγχυσης σε καλούπια έτσι ώστε να επιτευχθεί η έγχυση μιγμάτων μαρμαρόσκονης σε καλούπια για τον σχηματισμό στερεών μαρμάρινων αντικειμένων με υψηλούς ρυθμούς παραγωγής και πολύ καλή ποιότητα επιφάνειας. Το στάδιο αυτό περιλαμβάνει την δημιουργία κατάλληλων μιγμάτων με μαρμαρόσκονη, καθώς επίσης και την βελτιστοποίηση των επόμενων σταδίων της παραγωγικής διαδικασίας.

Τα υλικά που είναι ήδη υπό ανάπτυξη δοκιμάζονται και στις δύο μεθόδους Multiphase Jet Solidification και έγχυση μαρμαρόσκονης σε καλούπια, με αποτέλεσμα τελικά, οι δύο αυτές τεχνολογίες να λειτουργήσουν σε συνδυασμό ανάλογα με τους απαιτούμενους ρυθμούς παραγωγής. Έτσι η πρώτη μέθοδος της ταχείας προτυποποίησης θα χρησιμοποιείται για την παραγωγή περιορισμένου αριθμού τεμαχίων π.χ. αντίγραφα μουσειακών εκθεμάτων, ενώ η έγχυση σε καλούπια θα χρησιμοποιείται για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων αντικειμένων που θα διοχετεύονται στην αγορά, για τους επισκέπτες μουσείων ή και στα πλαίσια των Ολυμπιακών Αγώνων. Παράλληλα αναπτύσσεται και ειδική εφαρμογή ηλεκτρονικού εμπορίου η οποία επίσης θα επιτρέπει στους χρήστες να έχουν άμεσα παγκόσμια εμπορική δραστηριότητα μέσω του Διαδικτύου.

Το πρόγραμμα EcoMarble εισάγει μια καινοτομική μέθοδο για το σχεδιασμό και την κατασκευή έργων τέχνης και αντιγράφων αυτών. Η μέθοδος αυτή συμπεριλαμβάνει βελτιστοποιημένες τεχνολογίες για την αναπαραγωγή ιστορικών αντικειμένων ή νέων καλλιτεχνικών προϊόντων με ιστορικό υπόβαθρο. Η χρήση του άχρηστου μέχρι σήμερα μαρμάρου σε μορφή σκόνης συμβάλλει ουσιαστικά στον περιορισμό της υποβάθμισης του περιβάλλοντος, ενώ ταυτόχρονα δημιουργεί το υπόβαθρο για την ανάπτυξη μιας νέας βιομηχανίας ανακύκλωσης μαρμάρου. Η χαμηλή τιμή της μαρμαρόσκονης σε συνδυασμό με την ‘έξυπνη’ παραγωγική διαδικασία, έχει ήδη αρχίσει να προκαλεί τους Ευρωπαίους σχεδιαστές να χρησιμοποιούν το μάρμαρο σε πολλές καταναλωτικές εφαρμογές, όπως σε αντικείμενα οικιακής χρήσης, ηλεκτρονικά, είδη υγιεινής, αυτοκινητοβιομηχανία κλπ. Η ανάπτυξη της μαμούθ στερεολιθογραφίας, μπορεί να βρει εφαρμογή εκτός από τα μουσειακά αντίγραφα, στην παραγωγή μοναδικών αντικειμένων μεγάλου μεγέθους, όπως ψυγεία, τηλεοράσεις, είδη υγιεινής, ταμπλό αυτοκινήτων κλπ. Επιπλέον μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος αναμένεται να μειωθεί σημαντικά το κόστος παραγωγής και παράλληλα να μειωθεί ο χρόνος ανταπόκρισης στην αγορά, ενώ θα δημιουργηθούν και νέες θέσεις εργασίας για εξειδικευμένο προσωπικό. Τέλος αναμένεται η επέκταση της μεθόδου σε μια μεγάλη ποικιλία παρόμοιων εφαρμογών σε άλλους βιομηχανικούς τομείς.

Συνεργάτες:

ΓεωΑνάλυση ΑΕ
Univ. Of Cambridge, The Fitzwilliam Museum
Focke-Museum, Bremen
IFAM (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung)
ITP GmbH
Polyline ΑΕ
Materialise NV
Υπουργείο Πολιτισμού, Ταμείο Αρχαιολογικών Πόρων