Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ein wesentlicher Bestandteil bei der Restaurierung freibewitterter Metalldenkm\u00e4ler ist die Behandlung der Oberfl\u00e4che (Reinigung oder Freilegung, Konservierung). An hochrangigen Kunstwerken aus Kupfer-legierungen (wie z. B. Bronzen) oder auch bei Eisen \/ Stahl wird hierbei in Deutschland mechanisch (Bronze, Messing), chemisch oder mit Strahlgut gearbeitet. Dies kann zu unerw\u00fcnschten Sch\u00e4den f\u00fchren. Das Vorhaben zielt deshalb ab auf die systematische Erprobung eines neuen, ber\u00fchrungslosen Reinigungsverfahren unter Einsatz des Lasers (speziell Nd:YAG-Laser). Die Laseranwendung soll mit den etablierten Verfahren hinsichtlich Effizienz, Erhalt der Originalsubstanz, Wirtschaftlichkeit und Lang-zeitwirkung verglichen werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Einsatzpotential des Lasers zur Reinigung von durch Umwelteinfl\u00fcsse gesch\u00e4digten Metalloberfl\u00e4chen wurde an Modellproben untersucht und letztendlich an Werkstattobjekten und hochrangigen Pilot-objekten beispielhaft zur Anwendung gebracht. Verwendung als reproduzierbare Modellproben fanden neugegossene Metalle (metallisch blank und vorkorrodiert) sowie Proben, die von deponierten ausrangierten Originalen gewonnen wurden. Als Substrate selbst wurden entsprechend ihrer praktischen Relevanz Bronze, Kupfer und Eisen mit jeweils verschiedenen typischen Oberfl\u00e4chenph\u00e4nomenen (div. Korrosionserscheinungen, Schmutzschichten, Rost, Fassungen, Altbeschichtungen usw.) sowie Edelmetalle verwendet. Auf technischer Seite wurden verschiedene Laserwellenl\u00e4ngen des Nd:YAG-Lasers eingesetzt und die systematische Variation der Parameter (z. B. Energiedichte, Pulszahl und -frequenz) durchgef\u00fchrt, um Schwellenwerte f\u00fcr Oberfl\u00e4chenver\u00e4nderungen und beginnendem Materialabtrag zu bestimmen. Die Dokumentation erfolgte, falls n\u00f6tig, mittels instrumenteller Analytik; hierdurch war auch eine genaue Proze\u00dfkontrolle m\u00f6glich. Die \u00dcbertragung der Ergebnisse in die restauratorische Praxis erfolgte durch die Kooperation mit zwei Restaurierungsfirmen. Es gelang, die Lasermethode anhand der Anwendung an hochrangigen Bronze- und Messingskulpturen weiterzuentwickeln und deren Potential modellhaft zu zeigen. Im Rahmen einer Diplomarbeit konnte neben der Anwendung am Objekt u. a. der Reinigungseffekt des Nd:YAG-Lasers mit dem des Femtosekunden-Lasers verglichen werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es hat sich durch die beschriebenen Experimente an repr\u00e4sentativen Denkmaloberfl\u00e4chen gezeigt, dass die Laserreinigung von Metall(legierungen) in ihren M\u00f6glichkeiten und Auswirkungen auf unterschiedli-che Substrate durch die Messung von Wirkungs- und Abtragsschwellen genau eingegrenzt und definiert werden kann. Es k\u00f6nnen zudem eindeutige Schl\u00fcsse \u00fcber das Potential der Methode gezogen werden. Als allgemeines Ergebnis bleibt festzuhalten, dass die Anwendung des Nd:YAG-Lasers positive und \u00fcberzeugende Ergebnisse geliefert hat f\u00fcr die Reinigung \/ Freilegung von Farbfassungen und Vergol-dungen (Edelmetalle allgemein), f\u00fcr die Entfernung bzw. Ausd\u00fcnnung von Rost bei Eisenoberfl\u00e4chen sowie teilweise bei der Behandlung von Kupferlegierungen. Speziell bei Bronze bzw. Messing ist der Reinigungserfolg jedoch stark objekt- bzw. legierungsabh\u00e4ngig. W\u00e4hrend Innenraumskulpturen mit relativ gleichf\u00f6rmiger Patina gut behandelt werden konnten (z.B. Adrian de Vries-Putto Stadthagen), ist die sehr inhomogene Kupferpatina bei freibewitterter Bronze und bei Messing meist nur partiell, aber daf\u00fcr auch an Problemstellen, wirkungsvoll unter Einsatz des Lasers zu reinigen. Es gelang jedoch am spe-ziellen Beispiel einer Puttofigur (Bronze-\/Messinglegierung; Freibewitterung) aus dem Schlossgarten Herrenhausen, einen restauratorisch \/ konservatorisch optimalen Reinigungserfolg ausschlie\u00dflich mit dem Laser \u00fcber die komplette Figur hinweg zu erzielen! Diese Umsetzung ist integraler Bestandteil einer im Rahmen des Projektes ausgef\u00fchrten Diplomarbeit. Sie erlaubte zudem den Vergleich des Reinigungsergebnisses zwischen Nd:YAG-Laser und Femtosekunden-Laser. Vorsicht ist geboten bei der Be-handlung der nahezu freigelegten Oberfl\u00e4chen im oder \u00fcber dem Bereich der Abtragsschwellen (gilt sowohl f\u00fcr Kupferlegierungen als auch f\u00fcr Eisen): Bei der mikroskopischen Betrachtung der Grenzfl\u00e4chen sind teilweise S\u00e4gezahnmuster an der Oberfl\u00e4che der Originalsubstanz erkennbar. Diese, im m-Bereich sich ausbildenden Materialver\u00e4nderungen sind bei einem geplanten Einsatz der Lasermethode zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Folgende Pr\u00e4sentationen \/ Publikationen sind repr\u00e4sentativ f\u00fcr die Projektergebnisse:
\n \tFraunhofer-Magazin 4.2002:
\nWiedemann, Mottner (Interview: Weiner): \u0082Lasertechnik. Alte Kunst in neuem Licht
\n \tKonferenz LACONA 5, Osnabr\u00fcck, Sept. 2003 (Proceedings: Springer Verlag, 2005):
\nMottner, Wiedemann, Haber, Conrad, Gervais (Pr\u00e4sentation + Publikation)
\nLaser Cleaning of Metal Surface – Laboratory Investigations
\n \tKonferenz LACONA 6, Wien, Sept. 2005 (Proceedings: Springer Verlag, Ende 2007):
\nGervais, Meier, Mottner, Wiedemann, Conrad, Haber (Pr\u00e4sentation + Publikation):
\nCleaning Historical Metals – Performance of Laser Technology in Monument Preservation
\n \tLaserforum (Organisation u. a. Fraunhofer IWS): Diverse Pr\u00e4sentationen in 2002, 2003, 2004
\n \tMesse \u0082DENKMAL 2004: Mehrere Posterbeitr\u00e4ge + Exponate (Fraunhofer IWS)
\n \tBerichte zur Denkmalpflege in Niedersachsen 1\/2005:
\nGervais, Meier: \u0082Reinigung historischer Metalle – Lasertechnologie im Einsatz f\u00fcr die Denkmalpflege
\nDie \u00f6ffentliche Abschlu\u00dfpr\u00e4sentation des Projektes fand am 08.11.2005 im Gr\u00fcnen Gew\u00f6lbe des Neuen Stadtschlosses Dresden anl\u00e4sslich der Ausstellung \u0082ZeitSchichten: Erkennen und Erhalten – Denkmal-pflege in Deutschland \/ G. Dehio statt. Die Zusammenstellung aller Pr\u00e4sentationen steht der DBU als gebundener Ausdruck und auf CD bereits zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es konnte gezeigt werden, dass durch den Einsatz des Nd:YAG-Lasers positive, teilweise sehr positive Reinigungsergebnisse bei Edelmetallen, Eisen (hier: speziell Abtrag von Korrosion) und Fassungen (auch Freilegung definierter Farbschichten) erreicht werden. Auch die zugeh\u00f6rigen, f\u00fcr die praktische Anwendung unverzichtbaren Schwellenwerte (Abtrags- und Wirkungsschwelle) sind anhand von Laborversuchen an Modellproben eindeutig und materialspezifisch bestimmbar. Die Ergebnisse an Kupferle-gierungen sind differenzierter zu bewerten. Positiven einzelnen Anwendungen stehen hier jedoch auch Limits gegen\u00fcber: Die noch vorhandene Selektivit\u00e4t der Methode bei Kupferlegierungen schr\u00e4nkt den Einsatz in vielen F\u00e4llen, auch bezogen auf Bereiche mit unterschiedlichem Erhaltungszustand an ein und derselben Figur, ein. Eine umfangreiche, speziell angefertigte Datenblattsammlung aller material-spezifischen Anwendungen incl. Detailinformationen zu den verwendeten Lasereinstellungen und -parametern liegen dem Abschlu\u00dfbericht bei. Die Wirtschaftlichkeitsabsch\u00e4tzung empfielt die Methode nach wie vor nur bei ausgew\u00e4hlten, hochrangigen Objekten. Es kann allerdings sowohl im Labor als auch wirkungsvoll vor Ort gearbeitet werden, falls die Nd:YAG-Standardwellenl\u00e4nge ( = 1064nm) verwendet wird.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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