야만적인 행동때문에 불행이 찾아왔지만, 동물 복지 옹호자들, 헌신적인 전문가 그룹 그리고 첨단 3D 기술 덕분에 어린 코스타리카 큰부리새가 인내와 희망의 국가적 상징이 되었습니다.
Grecia라는 이름의 큰부리새는 살고 있던 지역이 청소년들의 습격을 받은 후 큰 부리의 윗부분 중 대부분을 잃었습니다. 다행스럽게도 상처를 입은 새는 발견되어 중앙 아메리카에서 가장 큰 규모의 동물 구호 센터인 인근 Zoo Ave로 이송되었습니다.
Grecia의 공격 사건은 여러 대중 매체의 주목을 받았으며 동물 보호 개선을 위해 코스타리카에서 많은 시위와 법안 제안이 일어났습니다. Grecia의 치료를 위해 크라우드 펀딩으로 10,000달러 이상이 모금되었습니다.
큰부리새를 스캔하는 방법
Grecia의 이야기는 코스타리카 산호세에 위치한 Grupo SG의 주목을 받았습니다. 3D Systems 제품 유통업체인 Grupo SG는 큰부리새의 건강 회복을 돕기 위해 스캔에서 모델링, 프린팅에 이르는 모든 3D 솔루션을 제공했습니다.
Grupo SG는 Thomas Lange와 Karley Fu가 이끄는 팀을 구성하고 기술적 전문 지식을 제공하며 산업 디자인, 치의학, 나노기술 및 동물학 분야의 현지 전문가를 3D System의 세계적인 3D 기술 리소스에 연결했습니다.
큰부리새 위쪽 부리의 나머지 부분이 단단해질 때까지 기다린 후 Grupo SG는 Artec Spider 3D 스캐너를 사용하여 Grecia의 부리와 주변 부위에서 치수와 특징을 캡처했습니다. 그 과정에서 큰부리새는 깨어 있어야 했습니다.
Grupo SG의 영업 담당자인 Esteban Murillo는 “살아 있는 큰부리새를 마취 없이 스캔하는 것은 어려웠습니다. 필요한 모든 데이터를 확실히 확보하기 위해 두세 번 스캔했습니다. 큰부리새는 아주 얌전히 있었지만, 시간이 얼마 남지 않았었죠.”라고 밝혔습니다.
Grupo SG 역시 죽은 큰부리새의 전체 부리를 스캔하여 추가 데이터를 확보했습니다.
3D Systems’ Geomagic® Wrap® software 는 3D 스캔 데이터를 처리하고 수정하여 3D 모델을 얻기 위해 사용되었습니다. 일반적으로 산업용 제품의 3D 검사에 사용되는 Geomagic Control™ 소프트웨어는 측정값을 얻고 기하 형상을 분석하기 위해 사용되었습니다.
새 부리 모델링
Grupo SG는 사진, 문서, 스캔 파일 및 요구 사양을 한국 서울에 있는 3D Systems 모델링 팀의 3D 역설계 전문가인 주영관씨와 공유했습니다.
주영관 씨는 두 가지 데이터 세트로 작업했습니다. 하나는 Grecia의 부러진 부리를 스캔한 데이터이고 다른 하나는 죽은 큰부리새의 부리 전체를 스캔한 데이터입니다. 첫 번째 단계는 3D Systems의 Geomagic Freeform® 소프트웨어를 사용하여 Grecia에게 잘 맞는 부리를 설계하는 것이었습니다.
Geomagic Freeform은 사용자가 가상의 클레이 모델을 유기적 형상으로 구성된 정밀한 형태로 조형할 수 있도록 합니다. 솔루션에는 실제 클레이로 작업하는 것과 동일하게 직관적인 설계를 얻기 위해 힘 피드백을 제공하는 진정한 3D 인터페이스인 Geomagic® Touch™ X 햅틱 디바이스가 포함됩니다.
주영관씨는 모델을 Geomagic Freeform에서 3D 스캔된 메시 데이터를 CAD 모델로 전환하기 위한 이상적인 솔루션인 Geomagic Design™ X로 보냈습니다. Geomagic Design X는 자동 및 가이드가 제공되는 솔리드 모델 추출, 유기적 3D 스캔에 대한 정확한 표면 맞춤 및 제조 준비가 완료된 설계를 위한 메시 편집과 포인트 클라우드 처리를 제공합니다.
부리를 모델링한 후, 주영관씨는 Grecia의 남은 윗쪽 부리에 인공 부리를 부착하기 위한 캡을 설계했습니다. 이 캡은 Grecia는 아직 성장 중이므로 시간이 지나면서 더 큰 부리를 끼울 수 있고 인공 부리를 세척해야 할 경우 쉽게 제거할 수 있도록 설계되었습니다.
주영관씨는 설계 작업이 완료되기까지 두 달이 걸렸으나 여러 버전의 부리와 약간의 수정에 걸린 실제 소요 시간은 십 여 시간에 불과했다고 말합니다.
Joo는 "Geomagic Design X의 강력한 파라메트릭 모델러 기능을 활용하여 시간을 절약했습니다. Design X에 포함된 명령은 스캔 데이터에서 정확한 고품질 표면을 손쉽고 빠르게 얻을 수 있도록 적절하게 사용자 정의가 되어 있습니다. 또한 창조적인 설계 작업을 위해 일반 CAD 모델링을 할 수도 있습니다.”라고 말했습니다.
적합한 소재 선택
인공 부리 제작에 대한 협력에는 미국의 3D Systems 소재 전문가 2명도 합류했습니다. 시애틀 지역 글로벌 소재 판매 및 마케팅 부서의 부사장인 Steve Hanna와 Rock Hill, S.C에 위치한 3D Systems 본사의 소재 및 프로세스 부문 R&D 수석 이사 디렉터인 Khalil Moussa입니다.
Hanna와 Moussa는 실제 큰부리새 부리의 특성과 코스타리카에 있는 전문가가 제공한 부하율을 연구하고 프린터 및 소재에 대한 권장 사양을 제시했습니다.
Grupo SG와 Moussa는 초기 원형을 CubePro Nylon 소재로 실험한 후 최종 버전에서는 Duraform PA로 결정했습니다. Duraform PA은 견고한 나일론 소재로, Grecia가 깃털을 고르고 물을 마시며 음식을 먹기에 적합한 강도와 내구성을 제공하기 위해 선택된 소재입니다.
최종 프린팅은 Rock Hill의 본사에서 고정밀도, 내구성 및 품질을 제공하는 우수한 파트 제작으로 유명한 3D Systems ProX™ 500 SLS 프린터에서 진행되었습니다. ProX 500과 Duraform PA은 항공우주 부품 및 생체적합성 의료용 장치에 널리 사용됩니다.
“두 번째 삶의 기회”
3D 프린트된 캡과 인공 부리는 Grecia의 수술을 위해 코스타리카로 배송되었습니다. 캡은 큰부리새의 남은 부리에 에폭시 접착제로 부착되었고 인공 부리는 핀 고정식 핀지를 사용하여 고정되었습니다. 동물관리 팀은 Grecia의 비극과 회복을 기억하기 위한 의미로 부리에 색을 칠하지 않았습니다.
Grecia는 새 인공 부리에 매우 빠르게 적응했습니다. 수 일 내로, Grecia는 스스로 깃털고르기를 하고 정상적으로 먹고 마시게 되었습니다. 심지어 인공 부리를 달기 전보다 더 노래를 잘하게 되었다고 Zoo Ave는 말했습니다.
Grupo SG의 경우, 인공 부리는 기술력을 증명하는 주요한 성과일 뿐만 아니라 국가 전체에 널리 알려지는 자부심을 불러일으키는 원천이 되었습니다.
Karley Fu는 “코스타리카 국민이 크고 분명하게 목소리를 냈고 우리는 이 아름답고 지각 있는 새에게 두 번째 삶을 살아갈 기회를 준 이 팀의 일원이 되는 영광을 누렸다”며 “훌륭한 인물과 재능 있는 전문가로 구성된 팀이 최신 3D 기술을 사용하여 이전에 보지 못한 사랑을 실천한 것”이라고 말했습니다.
