메트라스캔(MetraSCAN 3D) 3D스캐너로 프라하 천문 시계 복원
복원과 역사
프라하 천문 시계(Prague Orloj)는 1410년에 처음 설치되어, 세계에서 세 번째로 오래된 천문 시계이자 유일하게 작동되고 있는 시계입니다.
2018년 1월부터 10월 말까지, 프라하의 구시가지 천문 시계 복원 프로젝트가 진행되었습니다. 복원 작업의 목표는 시계의 1960년대의 원래 모습과 오리지널 튜너를 제공하는 것이었습니다.
제 2 차 세계 대전 동안, 천문학 시계는 총알에 맞았고 그 후의 화재로 시계는 심각하게 손상되었습니다. 전쟁이 끝난 후, 시계는 다시 완전히 작동하도록 수리되었습니다. 시계를 수리하기 위해 더 현대적인 접근 방식으로 다가갔습니다. 결과적으로 전체 메커니즘은 역사적 부분과 현대 부분으로 구성되었습니다. 19년 수리 이후, 이 문화적 역사적 기념물은 기능적으로나 시각적으로나 원래의 모습을 연상시키는 상태로 돌아갔습니다.
크레아폼의 체코 유통 업체인 SolidVision은 3D스캐닝 기술의 이점을 알고 있는 체코 시계학 협회(Czech Horological Society)의 회원으로부터 연락을 받았습니다. 협회는 SolidVision에게 이 역사적으로 귀중한 문화 자산을 스캔하도록 요청했습니다. 수리는 3D스캔을 통해 정확하게 문서화되어야 했고, 향후 수리를 위해 저장해야 했습니다. 보수공사 동안, 이 천문 시계는 프라하 외곽의 특별한 작업장에 보관되었습니다.
3D스캐닝 프로세스
이 프로젝트는 CAD 모델을 생성하기 위해 시계 메커니즘의 매우 정확한 스캔으로 구성되었습니다. 각 스캔에는 고유한 특정 기준이 있어 적절한 스캔 솔루션을 선택하는 데 큰 영향을 미칩니다. 다기능성, 속도 및 높은 정밀도 덕분에 3D스캐너 메트라스캔 750 엘리트 (MetraSCAN 750 Elite, 현재 MetraSCAN 357)가 프로젝트에 선택되었습니다.
스캔 작업은 구시가지 천문 시계 관리자가 관리하는 스튜디오에서 수행되었습니다. 스튜디오는 비교적 작았습니다. 게다가 방의 대부분은 도구, 기계 그리고 시계 부품들이 보관된 테이블로 어수선했습니다. 따라서 가장 먼저 해야 할 일은 스캐닝 시스템을 설치할 장소를 찾는 것이었습니다. 씨트랙(C-Track) 광학 카메라 시스템을 메트라스캔 750 엘리트 (MetraSCAN 750 Elite, 현재 MetraSCAN 357)의 위치를 추적하는 데 이상적으로 배치했을 때, 자기 기준점이 금속 시계 메커니즘에 배치되었습니다.
기준점 덕분에 다이내믹 포지셔닝이 수행되었습니다. 시스템은 스캔한 시계의 포인트를 CMM으로 전송했습니다. 이를 통해 스캐닝 과정에서 장착된 씨트랙(C-TRACK)이 삼각대의 우발적인 움직임이나 진동으로 인한 부정확성을 방지했습니다.
천문 시계의 바깥 부분에 대한 스캔은 아주 빠르게 그리고 조금의 어려움 없이 실행되었습니다. 천문 시계의 중앙에 가까울수록 스캐너가 씨트랙(C-Track)의 시야에 남아 있기 때문에 시스템을 더 자주 이동해야 했습니다. 이러한 어려움에도 불구하고 SolidVision은 메트라스캔 750 엘리트 (MetraSCAN 750 Elite, 현재 MetraSCAN 357) 덕분에 최대 0.078mm의 정확도로 천문 시계의 전체 스캔을 완료할 수 있었습니다. 동일한 정확도로 이전에 분해되었던 다른 부분들도 스캔했습니다. 1100mm 수제 기어 3개, 640mm 스퍼 기어 1개, 작은 스프로켓 2개입니다. 분해된 부품을 스캔하는 것은 쉽고 SolidVision과 복원 업체 모두에게 만족스러운 일이었습니다.
3D데이터의 이점
이렇게 정확하게 스캔한 데이터로 팀은 예비 부품을 개발해야 하는 프로젝트에서 데이터를 수집할 수 있었습니다. 또한 3D 데이터는 이제 전 세계 어디에서나 사용할 수 있습니다. 스캔은 다국어 STL 네트워크의 다양한 형식으로 저장됩니다. 이러한 형식은 3D프린터, 역설계 프로그램 및 그래픽 프로그램을 사용하여 시각화 및 시뮬레이션을 만듭니다. 결국, 시계의 풍부한 역사와 디자인은 중요한 유물을 보존하기 위해 문서화되었습니다.
기술적인 스캔 파라미터
사용 장비 : 크레아폼 메트라스캔 750 엘리트 (MetraSCAN 750 Elite, 현재 MetraSCAN 357)
정확도 : 0.078 mm
다각형 수 : 16 225 000 triangles
메커니즘 스캔 해상도 : 2mm
구성 요소의 스캔 해상도 : 1mm
스캔 시간 : 5시간
기사출처 The orginial article has been published in the Czech Magazine Metrologie 4-18, page 36-37.
출처 https://www.creaform3d.com/blog/metrascan-3d-scanner-helps-to-restore-the-prague-astronomical-clock/