È iniziato con un atto selvaggio, ma grazie ai sostenitori del benessere degli animali, a un gruppo di specialisti dedicati e alle tecnologie 3D all’avanguardia, un giovane tucano costaricano è diventato il simbolo nazionale di perseveranza e speranza.
Il tucano di nome Grecia, chiamato così in onore della zona in cui vive, è stato maltrattato da alcuni ragazzi e ha quasi perso completamente la parte superiore del suo maestoso becco. Fortunatamente, il becco ferito è stato trovato e raccolto nei pressi dello Zoo Ave, il centro di soccorso per animali più grande dell'America Centrale, per cercare di curarlo e recuperarlo.
L’attacco di Grecia ha attirato l’attenzione dei media, provocando un’ondata di proteste e una proposta di legge in Costa Rica che garantisca una migliore protezione degli animali. La campagna di crowdfunding lanciata per la cura di Grecia ha raccolto più di 10.000 $.
Come eseguire la scansione di un tucano
La storia di Grecia ha attirato l’attenzione di Grupo SG a San José, Costa Rica. Come distributore di prodotti 3D Systems, Grupo SG era in grado di offrire una catena completa di soluzioni 3D ─ dalla scansione alla modellazione alla stampa ─ per aiutare il tucano a tornare in salute.
Grupo SG, con un team guidato da Thomas Lange e Karley Fu, ha messo a disposizione le competenze tecniche e ha collegato gli esperti di zona in progettazione industriale, odontoiatria, nanotecnologia e zoologia con le risorse tecnologiche 3D globali di 3D Systems.
Dopo aver concesso il tempo necessario affinché la parte rimanente del becco superiore del tucano si indurisse, Grupo SG ha utilizzato uno scanner 3D Artec Spider per acquisire dimensioni e caratteristiche dal becco di Grecia e dalle aree circostanti. Il tucano doveva essere sveglio durante il processo.
“La scansione di un tucano in tempo reale senza anestesia è stata difficile”, afferma Esteban Murillo, Sales Representative di Grupo SG. “Abbiamo effettuato due o tre scansioni diverse per essere sicuri di avere tutti i dati necessari. Il tucano è rimasto immobile per molto tempo, ma l’orologio ticchettava”.
Grupo SG ha scansionato anche l'intero becco di un tucano morto per ottenere ulteriori dati.
Il software Geomagic® Wrap® di 3D Systems è stato utilizzato per elaborare e modificare i dati di scansione 3D in modelli 3D. Il software Geomagic Control™, tipicamente utilizzato per l’ispezione 3D dei prodotti industriali, è stato utilizzato per ottenere le misure e analizzare la geometria.
Modellazione del nuovo becco
Grupo SG ha condiviso foto, documenti, file di scansione e requisiti con Youngkwan Joo, un esperto di reverse engineering 3D del team di modellazione di 3D Systems di Seoul, Corea del Sud.
Joo ha lavorato con due set di dati: uno dalla scansione del becco rotto di Grecia e l’altro dal becco intero di un tucano morto. Il suo primo passo è stato la progettazione di un becco ben adattato a Grecia utilizzando il software Geomagic Freeform® di 3D Systems.
Geomagic Freeform consente agli utenti di scolpire modelli virtuali in argilla in forme organiche di precisione. La soluzione include un dispositivo tattile Geomagic® Touch™ X – una vera interfaccia 3D con feedback tattile per rendere la progettazione intuitiva come lavorare con vera argilla.
Joo ha portato i modelli da Geomagic Freeform a Geomagic Design™ X, la soluzione ideale per convertire i dati mesh scansionati in 3D in modelli CAD. Geomagic Design X offre un’estrazione del modello solido automatica e guidata, un adattamento perfetto della superficie alle scansioni 3D organiche e modifica di mesh ed elaborazione della nuvola di punti per progetti pronti per la produzione.
Dopo aver modellato il becco, Joo ha progettato un cappuccio per fissare il becco protesico a quello che resta della parte superiore del becco di Grecia. Il cappuccio è stato progettato per poter rimuovere il becco protesico in modo da consentirne la pulizia e per inserire un becco più grande in seguito, dal momento che Grecia è in fase di crescita.
Joo spiega che il lavoro di progettazione è stato realizzato nell'arco di due mesi, ma i tempi effettivi sono risultati inferiori a una dozzina di ore per creare diverse versioni del becco e apportare lievi modifiche.
“Siamo riusciti a risparmiare parecchio tempo grazie alla potenza di Geomagic Design X come modellatore parametrico”, spiega Joo. “I comandi in Design X sono ottimizzati perfettamente per la creazione di superfici accurate e di alta qualità, in maniera semplice e rapida a partire da dati di scansione. Inoltre, ci permette di eseguire modellazioni CAD generali per un lavoro di progettazione creativo”.
Selezione del materiale corretto
L'impegno comune per la realizzazione del becco protesico ha incluso anche due esperti di materiali 3D Systems statunitensi: Steve Hanna, Vicepresidente di marketing e vendita di materiali globale nell'area più grande di Seattle, e Khalil Moussa, Direttore senior di R&S per materiali e processi nella sede centrale di Rock Hill, S.C. (US) di 3D Systems.
Hanna e Moussa hanno analizzato le caratteristiche dei becchi di tucani reali e dei fattori di carico forniti dagli esperti in Costa Rica, oltre ad aver fornito raccomandazioni relative a stampanti e materiali.
Grupo SG e Moussa hanno fatto alcune prove con il materiale in nylon CubePro per realizzare i prototipi iniziali e hanno scelto Duraform PA per la versione finale. Duraform PA, un robusto materiale in nylon, è stato scelto per le qualità di resistenza e durata che si adattano alle esigenze di Grecia, ossia lisciatura delle piume, bere e mangiare.
La stampa finale è stata realizzata presso Rock Hill con una stampante con sinterizzazione laser selettiva (SLS) 3D Systems ProX™ 500 nota per la produzione di parti superiori con elevata precisione, resistenza e qualità. ProX 500 e Duraform PA sono utilizzate ampiamente per parti destinate al settore aerospaziale e dispositivi medici biocompatibili.
“Una seconda possibilità di vivere”
Il cappuccio e il becco protesico stampati in 3D sono stati spediti in Costa Rica per l'intervento di Grecia. Il cappuccio è stato fissato con colla epossidica alla parte rimanente del becco del tucano e la protesi è stata bloccata in posizione con una cerniera con perni. Il team di cura ha scelto di non dipingere il becco per ricordare la tragedia e il recupero di Grecia.
Grecia si è abituata molto rapidamente al nuovo becco protesico. Nell’arco di alcuni giorni ha iniziato a lisciarsi le piume e a mangiare e bere normalmente. Secondo gli addetti dello Zoo Ave, con la protesi canta anche meglio di prima.
Per Grupo SG, il becco protesico non solo dimostra ciò che può fare la tecnologia, ma costituisce anche motivo di orgoglio nazionale.
“La voce della nazione costaricana si è levata forte e chiara e abbiamo il privilegio di far parte di questo team che ha dato una seconda possibilità di vita a questo bellissimo essere senziente”, afferma Karley Fu. “Un team di grandi esseri umani e professionisti dotati di talento ha eseguito un atto d’amore mai visto prima in collaborazione con le più recenti tecnologie 3D”.
