В статье описан новый подход к реконструкции поврежденных и сильно разрушенных памятников из металла, который основан на использовании технологии лазерной порошковой наплавки. Представлены результаты экспериментальных исследований, направленных на изучение возможности применения этой технологии на примере восполнения утрат на фрагменте чугунной ограды одного из надгробий XIX века в Александро-Невской лавре в Санкт-Петербурге. Данный предмет представляет собой литое украшение в виде многоконечной звезды, имевшее множественные утраты отдельных элементов. Для реконструкции «звезды» было проведено ее лазерное 3D-сканирование и компьютерное 3D-моделирование. Полученная в результате проведения этих работ 3D-модель была преобразована в CAD-модель, которая использовалась для изготовления утраченных элементов при помощи роботизированной установки лазерной порошковой наплавки. В качестве «строительного материала» в экспериментах использовался порошок из никелевого сплава с размером гранул 50–150 мкм. Плавление металлического порошка осуществлялось при помощи непрерывного волоконного иттербиевого лазера с длиной волны излучения 1,06 мкм и выходной мощностью до 80 Вт. В результате высокоточного движения лазерного пучка по заданной расчетной траектории, что приводило к послойному нанесению тонких слоев расплавленного металла, были реконструированы отсутствующие элементы «звезды». Тем самым доказана эффективность предложенного подхода. Данная работа является первым опытом применения в России лазерных аддитивных технологий в реставрации исторических предметов из чугуна.

The article describes a new approach to the reconstruction of damaged and severely destroyed metal monuments, which is based on the use of the direct metal laser sintering technology. The results of experimental studies aimed at investigation of the possibility of its application are presented using the example of filling the losses on a fragment of a cast-iron fence of one of the tombstones of the XIX century in the Alexander Nevsky Monastery in St. Petersburg. This item is a cast decoration in the form of a multi-pointed star, which had multiple losses of elements. To reconstruct the “star”, its 3D laser scanning and computer 3D modeling were carried out. The 3D model obtained as a result of these works was transformed into a CAD model, which was used to manufacture the lost elements using a robotic laser machine. A nickel alloy powder with a granule size of 50–150 microns was used as a “building material” in the experiments. The melting of the metal powder was carried out using a continuous-wave fiber ytterbium laser with a wavelength of 1.06 microns and an output power of up to 80 watts. As a result of the high-precision movement of the laser beam along a given calculated trajectory, which led to the layered application of thin layers of molten metal, the missing elements of the “star” were reconstructed. Thus, the effectiveness of the proposed approach was proved. This work is the first experience of using laser additive technologies in Russia in the restoration of historical cast iron objects.