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평창동계올림픽과 3D프린팅
2018-02-28 11:17:49

우리나라에서 처음 열린 평창동계올림픽이 지난주말에 끝났죠.
뜨거웠던 열기와 이런 저런 얘기거리도 많았습니다. 많은 자원봉사자들도 고생을 많이 하셨습니다.

올림픽이나 스포츠종목에서 3D프린팅 기술이 사용되는 것은 이제 흔한 얘기가 되어버린 것 같습니다.
브라질 리오에서 열린 펠럴림픽에서 사용된 3D프린팅 기술 , 3D프린터로 만든 스케이트보드
등등 사례가 다양합니다. 선수몸에 맞게 스포츠 기구를 만드는 거라면 3D프린팅 기술이 제격이죠.

이번 평창동계올림픽에도 3D프린팅 기술이 사용이 되었는데, 
오늘은 바이애슬론과 루지 종목에서 사용된 사례 2가지를 전해드리겠습니다.

먼저 바이애슬론(biathlon) 종목입니다.
바이애슬론은 서로 다른 종목인 크로스컨트리 스키와 사격이 결합된 경기입니다. 
선수들은 총을 등에 맨 채로 스키를 타고 일정 거리를 주행하며, 정해진 사격장에서 사격을 합니다. 


이번 평창동계올림픽의 바이애슬론 경기중 “남자 추적 12.5km” 종목의 우승자는 프랑스의 마르탱 푸르카드(Martin Fourcade) 선수였습니다.

예전에는 바이애슬론 선수들은 군용 총을 사용했지만, 요즘에는 자신에게 맞는 총을 맞춤 제작한다고 합니다.
푸르카드 선수가 사용한 총은 프랑스의 Athletics 3D 사가 디자인 및 제작한 총입니다.
이 총을 제작한 Athletics 3D 사는 총을 Prototypig 할 때, Zortrax M200 3D프린터를 사용했다고 합니다. 


 
   <Athletics 3D사의 창립자 Clément Jacquelin >
 

Athletics 3D사의 창립자인 Clément Jacquelin 씨는 2009년도 청소년 바이애슬론 세계 챔피언이기도 합니다.   
그는 프로 스포츠에서 경력을 쌓기보다는 기술에 뛰어 들기로 결심했습니다. 
"최고 프랑스 공학 대학 프로그램에서 7 년 동안 최고의 스포츠 장비를 만들 수있는 충분한 지식을 갖게 되었습니다."라고 말합니다. 
"우리는 전문 기술을 공유하기 위해 Athletics 3D를 시작했으며, 우리가 알고 있는 모든 지식을 쏟아 부어서 제품에 만듭니다.”
바이애슬론 경기의 사격에서 중요한 요소중에 하나가 “피곤함”입니다.
파이널 사격 라운드에서 선수들은 극도로 지친상태에서 선자세로 총을 쏘게 됩니다.
그래서, 인체공학적인 설계가 아주 중요합니다고 합니다.

<Fourcade 선수가 사격하는 모습>
 

바이애슬론 소총은 모듈식 구조입니다. 
선수가 특정 경기종목에서 더 적합한 파트로 선택할 수 있게, 각 파트를 다르게 설계하여 교체 할 수 있습니다. 그래서 Martin Fourcade는 다양한 구성을 선택할 수 있었습니다. 
“그는 금메달을 따기 위해 흰색 파트를 사용했습니다. TV에서 볼 수 있습니다."Jacquelin이 말했습니다. "우리가 그를 위해 만든 것입니다." 
Jacquelin씨에 따르면, Fourcade는 과거에 비슷하게 디자인 된 총을 쏴봤지만 약간 더 가벼운 걸 원했다고 합니다.
Jacquelin은 3D 프린터로 여러 가지 프로토타입을 만들었습니다. 
디자인하는데 많은 노력을 했습니다. 먼저 다양한 버전으로 CAD에서 모델링하였습니다. 
이 디자인을 Z-SUITE로 슬라이싱하여 Z-ABS 소재를 사용하여 Zortrax M200 3D 프린터에서 출력했습니다. 
"Zortrax 3D프린터는 프로토타입을 만드는 데 큰 도움이 되었습니다. 우리는 출력물들을 통해서 제품의 느낌, 치수, 인체 공학적인 면을 알 수 있었습니다.“ 라고 Jacquelin은 말합니다.
그에 따르면 3D 프린팅 기술에서 가장 중요한 부분은 “여러 가지 컨셉 모델을 저렴한 비용으로 빠르고 반복적으로 만들어 볼 수 있다는 것입니다. 
또한, Athletics 3D 직원들은 Zortrax 3D프린터가 사용하기 쉽고 사용자 친화적이라는 것을 알게 되었습니다. “

 

3D 프린터로 출력한 프로토타입 샘플들은 Jacquelin이 직접 테스트하였습니다. 그는 전 세계 챔피언 이었기 때문에 그는 어떤 샘플모델들이 실제 경기에 적합할지를 알 수 있습니다.
최종 디자인이 선정되면 Athletics 3D의 파트너사에 보내서 제작합니다.
모든 것은 다양한 프로토타이핑으로 시작되며, 프로토타입 제작을 위해 2015 년부터 Zortrax 장비를 사용하고 있습니다."라고 그는 덧붙였습니다.

 

두번째로 루지(Luge) 종목 입니다.
 ‘루지(luge)’는 프랑스어로 썰매라는 뜻입니다. 눈 쌓인 유럽의 산악 지역에서 물건을 나르던 나무 썰매입니다. 루지 썰매는 누워서 타고, 봅슬레이는 썰매에 올라타고, 스켈레톤은 엎드려 타죠.
이중에서 루지가 가장 속도가 빠르다고 합니다. 기네스북에 등재된 최고속도는 루지가 154km/h, 봅슬레이가 153km/h라고 합니다.
보호장비라고는 헬멧밖에 없는데, 150km/h에 달하는 속도로 달린다니, 까딱해서 사고라도 난다면, 생각만해도 아찔하네요.

<독일에서 귀화한 한국 루지 대표팀 에일린 프리쉐 선수 (사진출처:연합뉴스)>
 

룻지 썰매도 선수에 맞게 주문제작을 한다고 합니다.
미국팀은 루지썰매의 날(blade)을 개선하고 속도를 높이기위해 미국 철강협회(U.S.Steel)에 연락을 했고,  3D프린터를 이용하여 만들면 좀 더 성능을 높일 수 있다는 걸 알게되었다고 합니다.

미국팀의 기술자는 스트라타시스와 함께 며칠동안 프로토타입으로 디자인, 출력, 테스트를 했습니다.
이를 통해서, 미국 팀은 썰매를 제작하는 새로운 프로세스를 개발했고, 전체 프로세스를 단축했습니다.
최종 디자인이 나오고, 기술자들은 스트라타시스Fortus 900mc 3D프린터로 몰드, 툴링을 만들고, 최종 합성 섬유유리 썰매(composite-fiberglass sleds)들을 만들었습니다. 

<사진출처 : 스트라타시스>


미국 팀은 제조 프로개선 개선과 더이상 비용제한에 문제없이 각 선수에 맞게 맞춤 제작할 수 있었고, 인체공학적이고, 편안하고, 전반적으로 성능을 향상할 수 있었습니다.

미국팀의 남자싱글 루지 종목에서 Chris Mazdzer는 은메달을 획득했습니다.

 

참고)
https://3dprintingindustry.com/news/3d-printing-helps-usa-luge-team-sled-gold-2018-winter-olympics-128923/
https://zortrax.com/stories/news/claiming-olympics-gold-prototyping-biathlon-rifle-zortrax/

이상입니다. 

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