It started with a savage act, but thanks to animal welfare advocates, a group of dedicated specialists, and leading-edge 3D technologies, a young Costa Rican toucan has become a national symbol of perseverance and hope.

O tucano, chamado Grecia devido à região onde vive, foi atacado por jovens e perdeu quase toda a parte superior de seu bico majestoso. Felizmente, o pássaro ferido foi encontrado e levado para o Zoo Ave, o maior centro de resgate a animais da América Central, para tratamento e recuperação.

O ataque a Grecia ganhou ampla atenção da mídia, desencadeando diversos protestos e propostas de leis na Costa Rica para aumentar a proteção aos animais. Uma campanha de financiamento coletivo arrecadou mais de US$ 10.000 para o tratamento de Grecia. 

Como digitalizar um tucano

Grecia’s story got the attention of Grupo SG in San José, Costa Rica. As a distributor of 3D Systems products, Grupo SG was in a position to offer a complete chain of 3D solutions─from scanning to modeling to printing─to help the toucan’s return to health.

Grupo SG, with a team headed by Thomas Lange and Karley Fu, provided technical expertise and connected regional specialists in industrial design, dentistry, nanotechnology and zoology to 3D Systems’ worldwide 3D technology resources.

After giving time for the remaining part of the toucan’s top beak to harden, Grupo SG used an Artec Spider 3D scanner to capture dimensions and features from Grecia’s beak and surrounding areas. The toucan needed to be awake during the process.

“Scanning a live toucan without anesthesia was difficult,” says Esteban Murillo, Sales Representative for Grupo SG. “We made two or three different scans to make sure we had all the data we needed. The toucan stayed very still but the clock was ticking.”

O Grupo SG também digitalizou um bico inteiro de um tucano morto para obter dados adicionais.

3D Systems’ Geomagic® Wrap® software was used to process and modify 3D scan data into 3D models. Geomagic Control™ software, typically used for 3D inspection of industrial products, was used to obtain measurements and analyze geometry.

Modelando o bico novo

O Grupo SG compartilhou fotos, documentos, arquivos e requisitos de digitalização com Youngkwan Joo, especialista em engenharia reversa 3D da equipe de modelagem da 3D Systems em Seoul, na Coreia do Sul.

Joo worked with two sets of data: One from the scanning of Grecia’s broken beak and the other from the whole beak of the dead toucan. His first step was designing a well-fitted beak for Grecia using Geomagic Freeform® software from 3D Systems.

Geomagic Freeform enables users to sculpt virtual clay models into organically shaped precision forms. The solution includes a Geomagic® Touch™ X haptic device – a true 3D interface with force feedback to make design as intuitive as working in real clay.

Joo brought the models from Geomagic Freeform into Geomagic Design™ X, the ideal solution for converting 3D-scanned mesh data into CAD models. Geomagic Design X offers automatic and guided solid model extraction, exact surface fitting to organic 3D scans, and mesh editing and point-cloud processing for manufacturing-ready designs.

Após modelar o bico, Joo projetou uma base para anexar o bico protético ao o que restou do bico superior de Grecia. A base foi projetada para permitir que o bico protético seja removido para limpeza e para que um bico maior seja inserido posteriormente, já que Grecia ainda está crescendo.

Joo diz que o trabalho de design durou dois meses, mas o tempo de que ele realmente precisou foi inferior a 12 horas para fazer várias versões do bico e pequenas modificações.

"Economizamos tempo graças à eficácia do modelador paramétrico Geomagic Design X", diz Joo. "Os comandos no Design X foram otimizados para criar com facilidade e rapidez superfícies precisas e de alta qualidade a partir de dados de digitalização. Isso nos permite fazer modelagens CAD para um trabalho de design criativo."

Selecionando o material certo

Os esforços colaborativos para a criação do bico protético também incluíram dois especialistas em materiais da 3D Systems nos Estados Unidos, Steve Hanna, vice-presidente de marketing e vendas de materiais internacionais, e Khalil Moussa, diretor sênior de pesquisa e desenvolvimento de materiais e processos em Rock Hill, S.C., sede da 3D Systems.

Hanna and Moussa studied the characteristics of real toucan beaks and load factors provided by the experts in Costa Rica and made recommendations on printers and materials.
Grupo SG and Moussa experimented with CubePro Nylon material for the initial prototypes and settled on Duraform PA for the final version. Duraform PA, a robust nylon material, was chosen for its strength and durability qualities that match Grecia’s needs for preening, drinking and eating.

A impressão final foi feita em Rock Hill na impressora de sinterização a laser seletivo (SLS) 3D Systems ProX™ 500, conhecida por produzir peças sofisticadas com alta precisão, durabilidade e qualidade. O ProX 500 e o Duraform PA são amplamente usados para peças aeroespaciais e dispositivos médicos biocompatíveis.

“Second chance for life”

A base e o bico protético impressos em 3D foram enviados para a Costa Rica para a operação de Grecia. A base foi acoplada com cola epóxi ao que restou do bico do tucano e a prótese foi firmada com uma dobradiça. A equipe que está tratando de Grecia optou por não pintar o bico, para servir como um lembrete de sua tragédia e recuperação.

Grecia se adaptou rapidamente ao novo bico protético. Em dias, ele já estava se limpando, comendo e bebendo normalmente. Ele até mesmo canta melhor do que antes da prótese, afirmam fontes do Zoo Ave.
Para o Grupo SG, o bico protético não é só uma importante declaração tecnológica, mas uma fonte de orgulho nacional.

“The voice of the Costa Rican nation was raised loudly and clearly and we have the privilege of being part of this team that provided a second chance for life to this beautiful sentient being,” says Karley Fu. “A team of great humans and gifted professionals executed a never-seen-before act of love in collaboration with the latest 3D technologies.”