Stephanie Benoit August 25, 2017

Nach jahrelangen Verhandlungen hatte das DNA Learning Center in Cold Spring Harbour, New York, endlich die Erlaubnis erhalten, das weltweit einzige 3D-Modell von Ötzi anzufertigen - dem legendären Mann aus dem Eis, der 1991 von Wanderern auf den Tiroler Alpen entdeckt worden war. Um dieses Projekt zu realisieren, arbeitete Gary Staab, ein führender Experte für Paläo-Repliken, eng mit dem Anwendungsingenieur Eric Renteria von Materialise zusammen. Erfahren Sie hier, wie die 3D-Replik des weltberühmten Eismannes im Einzelnen entstanden ist.

 

Die ersten Schritte

Gary Staab hatte mit der Unterstützung von Materialise bereits eine Replik von Tutanchamun angefertigt, die einem internationalen Publikum Einblick in das Innere der Mumie verschaffte. Um auch Ötzi auf diese Weise „wiederherzustellen“ nutzte Staab die CT-Bilder, die von Ötzis mumifiziertem Körper angefertigt worden waren.

Der Ansatz von Materialise

Bei Materialise wurde der Anwendungsingenieur Eric Renteria mit der faszinierenden, aber auch sehr schwierigen Aufgabe betraut, Ötzi in 3D zu rekonstruieren.

Von der Rekonstruktion des Tutanchamun wusste er, wie wichtig ein kompletter Scan des gesamten Objekts ist - von dem Eismann waren aber mehrere CT-Teil-Scans geliefert worden. Und das war noch nicht alles: Als Eric versuchte, die einzelnen Bilder wieder zusammenzufügen, stellte er fest, dass einige Schichten fehlten.

Da Ötzi nicht erneut gescannt werden konnte und eine optische Abtastung der fragilen Mumie zu viel Schaden zugefügt hätte, musste Eric improvisieren und seine Vorgehensweise ändern.

Die Lücken füllen

Eric lud zuerst die Datensätze in die Mimics Software von Materialise hoch und füllte dann die Masken aus, um von jedem Scan erste solide Teile zu erstellen. Um die einzelnen Teile korrekt zu positionieren, verwendete er die Richtwerkzeuge von Materialise 3-matic. Gary hatte Eric auch ein Bild geschickt, das die Maße des echten Ötzi enthielt und Eric übersetzte und drehte die einzelnen Teile mithilfe der Abstände und Winkel, die auf diesem Bild erkennbar waren. Dann kam die größte Herausforderung: die fehlenden Teile zu konzipieren. Am virtuellen 3D-Modell von Ötzi hatte sich gezeigt, dass 86 der insgesamt 2.827 Schichtbilder die Lücke ausmachten. Es fehlte ein Stück von Ötzis Rippe und auch ein Teil seines Arms. Da diese Teile nicht flach waren, musste Eric mit einem speziellen Werkzeug kurvenförmige, organischere Linien erstellen, die zur natürlichen Kontur des restlichen Körpers passten. Das Werkzeug, das ihn schließlich rettete, war Sweep Loft in 3-matic. Dieses ermöglicht dem Benutzer, fehlende Konturen zu identifizieren. Mit diesen Kurven im Raum beginnt es an einer Kontur und folgt dem Kurvenverlauf, sodass der Benutzer entlang des mittleren Raumes interpolieren kann.

Eric spiegelte zuerst die Rippen von Ötzi in das Stück, das auf der linken Seite fehlte, und passte die hinzugefügten Rippen an, sodass sie bündig zur restlichen Lücke lagen. Er fügte einen Entwurf in die Lücke ein und projizierte die Konturen des oberen und unteren Teils. Nachdem auch die Lücke am Arm ausgefüllt war, konnte ein akkurates, organisches Modell von Ötzis Körper fertiggestellt werden.

Der letzte Schritt bestand darin, das Objekt auszuhöhlen. Dies erforderte sehr viel Vorsicht, denn die strukturelle Integrität durfte dabei nicht beeinträchtigt werden - schließlich wollte niemand, dass das Modell beim Transport oder bei der künstlerischen Bearbeitung durch Gary bricht. Das Produktionsteam lieferte die entsprechenden technischen Daten und Eric höhlte das Modell anhand dieser Vorgaben aus.

Dann konnte Ötzis Replik aus Flüssigharz endlich gedruckt werden - mit dem Mammoth Stereolithographie-Drucker von Materialise. Mit diesem Drucker können Teile in 3D-Druck mit einer Länge bis zwei Meter in einem Durchgang hergestellt werden - und dank der patentierten Vorhangbeschichtung fand Ötzi innerhalb kürzester Zeit seinen Weg ins Studio von Gary Staab.

Eric hatte sehr viel Spaß am Ötzi-Projekt: “Ich habe mich wie ein digitaler Archäologe gefühlt, als ich auf die Probleme mit den Scans stieß. Durch meine Software-Kenntnisse konnte ich diese Probleme lösen - und wortwörtlich einen Körper erschaffen.”

Blick in die Zukunft

Der 3D-Druck bietet ein immenses Potenzial für Forschung und Lehre. Archäologen und Paläontologen können damit historische Funde auf schonende Art und Weise untersuchen und digitale Bilder ihrer Entdeckungen mit der ganzen Welt teilen.

CT-Scans und 3D-Modelle von Artefakten und Körpern ermöglichen Forschern zudem, Dinge zu erkennen, die mit dem bloßen Auge nicht zu sehen sind. So wurde z.B. entdeckt, dass in Ötzis Mumie eine tödliche Pfeilspitze steckte.

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