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.

El tucán, llamado Grecia por la región en la que vive, recibió un ataque de unos jóvenes y perdió casi toda la parte superior de su majestuoso pico. Por suerte, encontraron al ave y la llevaron al cercano Zoo Ave, el centro de rescate de animales de mayor tamaño de América Central para el cuidado y la recuperación.

El ataque de Grecia recibió atención mediática generalizada y provocó una oleada de protestas y la propuesta de una legislación en Costa Rica para una mejor protección de los animales. Una campaña de financiación colectiva recaudó más de 10.000 USD para el tratamiento de Grecia. 

Cómo escanear un tucán

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.”

Grupo SG también escaneó un pico completo de un tucán muerto para obtener datos adicionales.

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.

Modelado del nuevo pico

Grupo SG compartió fotografías, documentos, archivos de escaneado y requisitos con Youngkwan Joo, un especialista de ingeniería inversa 3D del equipo de modelado de 3D Systems de Seúl (Corea del Sur).

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.

Tras el modelado del pico, Joo diseñó un gorro para conectar el pico protésico a lo que quedaba del pico superior de Grecia. El gorro se diseñó para permitir la retirada del pico protésico para la limpieza y la posibilidad de insertar un pico de mayor tamaño con el tiempo, ya que Grecia sigue creciendo.

Joo dice que el trabajo de diseño se realizó en un periodo de dos meses, pero que pasó menos de doce horas en la creación de las distintas versiones del pico y aplicaciones de modificaciones leves.

"Ahorramos tiempo gracias al poder de Geomagic Design X como modelador paramétrico", comenta Joo. "Los comandos de Design X se optimizan para la creación de superficies precisas de alta calidad de forma rápida y sencilla a partir de datos escaneados. También permite realizar modelado CAD general para el diseño creativo".

Selección del material adecuado

Los esfuerzos colaborativos para el pico protésico también incluyeron a dos expertos de 3D Systems en Estados Unidos, Steve Hanna (vicepresidente de marketing y ventas de materiales globales del área metropolitana de Seattle) y Khalil Moussa (director principal de I+D para materiales y procesos de la sede de Rock Hill, Carolina del Sur de 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.

La impresión final se realizó en Rock Hill en una impresora de sinterización selectiva por láser (SLS) ProX™ 500 de 3D Systems famosa por la producción de piezas superiores con alta precisión, durabilidad y calidad. ProX 500 y Duraform PA se utilizan ampliamente para piezas aeroespaciales y dispositivos médicos biocompatibles.

“Second chance for life”

La prótesis de gorro y pico impresa en 3D se envió a Costa Rica para la operación de Grecia. El gorro se conectó mediante pegamento epóxico a la parte que quedaba del pico del tucán. La prótesis se colocó con una bisagra. El equipo de cuidadores decidió no pintar el pico para que sirviese de recordatorio de la tragedia que había sufrido Grecia y de su recuperación.

Grecia se adaptó muy rápido al nuevo pico protésico. En pocos días, comenzó a atusarse las plumas, así como a comer y beber con normalidad. Incluso canta mejor que antes, según fuentes de Zoo Ave.
Para Grupo SG, el pico protésico no es solo un avance tecnológico, sino una fuente de orgullo 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.”