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X-ray analysis of artwork at the State Academy of Art and Design (ABK)
Item Blog

Röntgenanalyse von Kunst – mit Lineartechnik-Unterstützung

Zur Untersuchung von Gemälden nutzt die Staatliche Akademie der Bildenden Künste (ABK) eine Spezialkonstruktion aus Lineartechnik-Komponenten von item.  

Die ABK in Stuttgart ist eine der ältesten, größten und renommiertesten staatlichen Kunsthochschulen in Deutschland. Zu den Fachgruppen der AKB gehört neben denjenigen für Architektur, Design und Kunst auch die FG „Kunstwissenschaften – Restaurierung“. Einer der fünf dazugehörigen Studiengänge widmet sich der Konservierung und Restaurierung von Gemälden und gefassten Skulpturen. Gemeinsam mit der Staatsgalerie Stuttgart verwendet die ABK bei der Gemäldeuntersuchung die Methode der Röntgendiagnostik. Mithilfe der Röntgenaufnahmen werden Kunstwerke auf ihren kunsttechnologischen Aufbau und ihre Materialität hin untersucht sowie deren Echtheit und Zustand geprüft. Hierfür wurde nach der bisherigen Nutzung einer analogen Röntgenanlage im Jahr 2020 eine digitale Anlage angeschafft. „Wir benötigten allerdings zusätzlich eine Positioniereinheit, um Gemälde zur Kasette mit den Speicherfolien verfahren zu können. Auf der Suche nach einem geeigneten Partner, der uns hierbei unterstützen kann, stieß ich auf item. Gemeinsam entwickelten wir eine Positioniereinheit auf der Basis von Lineartechnik“, sagt Peter Vogel, Diplom-Restaurator und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der ABK.

Bankschließfachanlage mit Lineartechnik von item

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Arbeitserleichterung dank digitalem Röntgen und Lineartechnik

Den Aufbau kann man sich als eine Art Staffelei vorstellen, in der sich je nachdem das Gemälde oder die digitale Speicherfolie horizontal und vertikal verschieben lassen. Eine solche Einheit für unterschiedliche Untersuchungszwecke befindet sich jetzt sowohl in der ABK als auch in der Staatsgalerie. „Bislang haben wir die Bilder aufwändig mit einem analogen Röntgengerät analysiert. Dazu mussten sie horizontal auf einer Arbeitsfläche abgelegt werden“, berichtet Peter Vogel. Beim damaligen analogen Verfahren erfolgten durch Röntgentechnik zahlreiche Einzelaufnahmen auf Filmen, die händisch ausgerichtet werden mussten. Daraufhin wurden die analogen Röntgenbilder entwickelt, eingescannt und schließlich mithilfe einer Bildbearbeitungssoftware zusammengefügt. Es handelte sich also um einen umständlichen und langwierigen Prozess.

Der Röntgenapparat wird in einem Abstand von bis zu vier Metern zur Positioniereinheit aufgestellt und bleibt dort dauerhaft stehen.

Jetzt ist das anders: Die Positioniereinheit für die digitale Röntgenuntersuchung von Kunstwerken besteht aus zwei vertikalen Ebenen. Das Bild wird in der vorderen Ebene platziert und in der hinteren Ebene wird die Kassette mit der Speicherfolie positioniert, die für die Röntgenaufnahmen notwendig ist. Der Röntgenapparat wird in einem Abstand von bis zu vier Metern zur Positioniereinheit aufgestellt und bleibt dort dauerhaft stehen. Durch den deutlich größeren Abstand wird eine wesentlich bessere Abbildungsgeometrie erreicht. Bis zu einer Größe von 117 x 160 cm wird ein Bild innerhalb eines speziellen Rahmens befestigt. Mithilfe der item Lineartechnik lässt es sich exakt um ein Rastermaß verschieben und an die definierten Positionen verfahren.

Flexible Spezialkonstruktion für Röntgenbilder von Kunstwerken

Nach jeder Aufnahme erfolgt eine automatische Bewegung der Röntgenkassettte zur festgelegten Entnahmeposition. Sie wird in den Röntgen-Scanner geschoben, dort die Folie entnommen, ausgelesen, gespeichert und danach gelöscht und wieder eingelegt. Danach wird die Kassette wieder in ihre Halterung eingesetzt, woraufhin sie automatisch und präzise zur nächsten Position fährt.  Aufgrund der Größe der Röntgenkassette (35 x 45 cm) sind für die Erfassung eines ganzen Gemäldes mehrere Aufnahmen notwendig. Für die Untersuchung von übergroßen Kunstwerken müssen Röntgenapparat und Speicherfolie synchron bewegt werden. Hierfür hält die 2,50 m breite und hohe Konstruktion perfekte Möglichkeiten bereit.

Die Positioniereinheit setzt sich aus vier Achsen zusammen: Jeweils ein Motor steuert die horizontale und vertikale Linearführung. Hier kommt das item Linearsystem zum Einsatz, genauer gesagt eine Komplettlösung, die aus Lineareinheit, Motor, Getriebe und Steuerung besteht. Die verwendete Lineareinheit KLE 8 80×80 verfügt über einen abgedeckten Zahnriemen. Somit bietet sie bei der Bedienung sicheren Schutz für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Da keine Einhausungen vorgesehen sind, sorgen wir mit dem verdeckten Zahnriemen für maximale Sicherheit, um Quetschungen und andere Verletzungen zu vermeiden.

Alexander Knoll, Projektverantwortlicher und Produktexperte bei item, erläutert die Hintergründe: „Wir bewegen uns ja hier nicht im Maschinenbauumfeld. Da keine Einhausungen vorgesehen sind, sorgen wir mit dem verdeckten Zahnriemen für maximale Sicherheit, um Quetschungen und andere Verletzungen zu vermeiden.“ Zudem entstehen durch das nahezu wartungsfreie System keinerlei Verschmutzungen. Eine Beschädigung der Gemälde durch die eigentliche Konstruktion oder die Steuerung der Lineareinheiten wird durch die Präzision des item Linearsystems ausgeschlossen. Die Lineareinheiten sorgen darüber hinaus für eine ideale Umsetzung von vertikalen und horizontalen Bewegungen sowie für ein ausgewogenes Kräfteverhältnis: „Wir mussten eine Konstruktion erstellen, die auch in vertikaler Richtung eine entsprechende Last transportieren kann. Darin bestand auch eine besondere Herausforderung, die wir durch den Einsatz eines Sondergetriebes gelöst haben“, sagt Alexander Knoll. Daher können neben dem Eigengewicht auch technische Ausrüstung oder Gemälde bis zu einem Gewicht von 30 kg in Bewegung versetzt werden. Während in der Horizontalen ein Hub bis zu 1600 mm möglich ist, sind es in der Vertikalen bis zu 1800 mm.

Röntgenanalyse von Kunst: Lineareinheit KLE 8 80x80 im Einsatz
Die Lineareinheit KLE 8 80×80 leistet vieles gleichzeitig – präzise Positionierung bei der Erstellung der Röntgenbilder sowie optimalen Schutz für Mensch und Leinwand.

Leichter Einstieg in die Welt der Lineartechnik

Dank der Software item MotionSoft® erwies sich die Inbetriebnahme der Linearachsen als besonders schneller Vorgang. Das Zusammenspiel von kosteneffizienter Konstruktion und bedienungsfreundlicher Software ermöglicht einen schnellen Einstieg in die Lineartechnik. „Die Bedienung kann mit einem herkömmlichen Laptop erfolgen. Nach einer kurzen Einarbeitung ist der Bediener in der Lage, die Achsen zu verfahren oder auch einfache Programmierungen vorzunehmen“, hebt Alexander Knoll hervor. Die Nutzerinnen und Nutzer erhalten durch das Online Tool präzise Angaben, welcher Wegpunkt angefahren werden soll. So ergibt sich eine perfekte Kontrolle über alle Prozesse. Auch die Anbindung an eine übergeordnete Steuerung ist möglich: „Nach einer ersten Testphase sind wir gerade dabei, ein solches System zu etablieren. Damit fällt es auch denen, die nicht ständig mit der Positioniereinheit arbeiten, leichter, diese zu bedienen“, sagt Peter Vogel.

Wir können kleine und auch größere Gemälde viel einfacher untersuchen. Der gesamte Ablauf wurde deutlich vereinfacht und der Zeitaufwand um fast die Hälfte reduziert.

Die individuellen Raumverhältnisse werden durch den gleichermaßen leichten und stabilen Aufbau optimal berücksichtigt. Beispielsweise entsteht der Rahmen der Konstruktion bereits durch die Linearachsen. Alle Achsen wurden zur besseren visuellen Orientierung farblich markiert. Für die kleineren Gemälde fungieren zusätzliche Aluminiumprofile als Rahmen. Auf einem Schlitten verfährt die gesamte Halterung horizontal und vertikal. Insgesamt bietet die Positioniereinheit also für verschiedene Bildgrößen von Gemälden flexible Einsatzmöglichkeiten: „Wir können kleine und auch größere Gemälde viel einfacher untersuchen. Der gesamte Ablauf wurde deutlich vereinfacht und der Zeitaufwand um fast die Hälfte reduziert“, erklärt Peter Vogel. Verzerrungen auf den Aufnahmen gehören jetzt der Vergangenheit an. Der neue Röntgenprozess für die Bildanalyse von Kunstwerken liefert digitale Bilder, die direkt verwendet werden können und lediglich zu einem großen Ganzen zusammengefügt werden müssen. Da der Röntgenapparat in der Regel nicht mehr bewegt werden muss, ergibt sich ein erheblich komfortableres und sichereres Handling als zuvor.

Röntgenanalyse von Kunst: Röntgenanlage und Positioniereinheit
Die Röntgenröhre am Säulenstativ ist etwa drei bis vier Meter von der Positioniereinheit entfernt.

Flexibilität, Ergonomie und ästhetisches Design

Für Verfahren der Mikroskopie und Infrarotreflektografie eignet sich die Positioniereinheit auf item Basis ebenfalls hervorragend. Dabei fixiert man das Mikroskop auf dem vorderen Schlitten, während das Gemälde in der hinteren Ebene platziert wird. Eine flexible Positionsanpassung des Mikroskops an die Körperstatur von Bedienerinnen und Bedienern entspricht den Anforderungen an ergonomisches Arbeiten. Selbst bei großen Bildern ist dank der Positioniereinheit eine Betrachtung sämtlicher Bereiche möglich: „Die Position ist zwar eher ungewöhnlich, da die Bilder dann vertikal statt wie üblich im Liegen analysiert werden. Allerdings erreichen wir mit dieser Technik auch die Bildmitte einfach und komfortabel“, betont Peter Vogel.

Kunst hat ja per se nicht viel mit Lineartechnik zu tun, aber wir haben mithilfe dieser industriellen Technologie nun eine optimale Ausgangslage für unsere Arbeit. item hat uns da sehr geholfen und es verstanden, diese beiden unterschiedlichen Bereiche auf einen Nenner zu bringen.

Überhaupt zeichnet sich die gesamte Anlage nicht nur durch Funktionalität, sondern auch durch ihre ästhetische Gestaltung aus. Seit den Anfangstagen von item steht nämlich die Verbindung von Form und Funktion bei der Produktentwicklung im Fokus. Zukünftige Veränderungen sind denkbar einfach, da sich der Aufbau flexibel erweitern und somit an neue Anforderungen anpassen lässt. In seinem Fazit zum erfolgreichen Projekt erwähnt Peter Vogel zudem den Kundenservice und die Zusammenführung unterschiedlicher Welten: „Wir standen während der gesamten Projektierung und Testphase in engem Austausch mit item. Kunst hat ja per se nicht viel mit Lineartechnik zu tun, aber wir haben mithilfe dieser industriellen Technologie nun eine optimale Ausgangslage für unsere Arbeit. item hat uns da sehr geholfen und es verstanden, diese beiden unterschiedlichen Bereiche zweckdienlich miteinander zu verbinden.“  

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