과거의 부활: 3D 프린팅으로 역사 유물 복원하기

3D 프린팅은 주로 제조와 시제품 제작과 연관되지만, 물체 재구성·보수·수리 능력으로도 주목받고 있습니다. 이는 박물관, 큐레이터, 역사학자들이 프린팅, 스캐닝, 디지털 모델을 활용해 유물과 인공물, 화석까지 재구성하는 데 꽤 유용한 자원이 됩니다.

적층 제조 기술이 오래된 유물에 어떻게 새 생명을 불어넣고 있는지 몇 가지 사례를 소개합니다.

랜드마크 복원

이미지 출처: 3D Systems

잘 알려진 바와 같이 3D 프린터는 피규어와 소형 조상 제작에 주요 자산이 되었습니다. 이 같은 스캔·형상 제작 능력은 미술·조각 복원 분야에도 큰 보탬이 되었습니다. 대표적인 사례가 큐 가든(Kew Gardens)의 대탑(Great Pagoda)입니다.

지난해, 역사적 왕립 궁전(Historic Royal Palaces, HRP)과 협력한 복원팀은 대탑의 72개 용 조각상을 원래 영광으로 되돌리는 기념비적 과제를 수행했습니다. 이 정교한 조각상들은 오래전 목재 부패로 소실됐는데, 최신 기술로 이를 해결했습니다.

3D 시스템즈(3D Systems)의 주문형 제조팀은 지오매직(Geomagic) 소프트웨어와 자체 SLS(선택적 레이저 소결) 기술을 활용해 듀라폼 PA(DuraForm PA) 소재로 원본 용들의 가볍고 내구성 있는 복제품을 제작했습니다. 소재는 달라도 원본과 비슷한 외관과 질감을 구현했습니다. 이 신버전은 선대처럼 썩지 않으며 필요 시 쉽게 재생산할 수 있습니다.

하지만 조각 복원은 여기서 더 나아갈 수 있습니다…

손상 복구 재구성

이미지 출처: Chris Warde-Jones / the Telegraph

시리아처럼 황폐하고 비극적인 곳에서도 고고학자와 역사가들은 인간 문화를 보존하려 분투합니다. 팔미라에 대한 대규모 공격 후 여러 랜드마크와 중요한 역사 유물이 훼손되었습니다. 러시아와 시리아군이 탈환한 후 팔미라 박물관에서 많은 유물이 수습되었습니다. 손상된 작품과 조각상들은 베이루트를 거쳐 로마로 이송됐고, 보존복원연구소(ICR) 전문가들이 전담팀을 꾸려 과거 영광을 되찾는 작업에 착수했습니다.

여러 복원 프로젝트 중, 기술자들은 레이저 스캐너로 심층 구조 데이터를 획득해 조각상의 결손 부분을 3D 프린팅했습니다. 특히 심하게 손상돼 얼굴 절반 가량을 잃은 한 조각상의 경우, 결손 부위를 대체할 '보철물'을 제작했습니다. 이 보철물은 여섯 개의 작은 자석으로 흉상 잔존부에 부착돼, 혹시 잃어버린 조각이 되돌아오면 쉽게 탈착할 수 있게 했습니다.

이탈리아 피렌체의 오피피초 델레 피에트레 두레(Opificio delle Pietre Dure)에서도 유사한 프로젝트가 필요했습니다. 이 분야에서 가장 권위 있는 공립 기관 중 하나로, 매우 오래된 미술품들을 소장하고 있습니다. 이 작품들은 더 광범위한 관리가 필요한데, 마티아 메르칸테(Mattia Mercante) 같은 복원가들이 3D 프린팅과 3D 스캐닝 같은 첨단 기술로 이 미술품과 문화재를 복원해 왔습니다.

3D 모델링과 디지털 조각 도구를 적용해 최대한 충실한 재구성을 추구합니다. 메르칸테는 "디지털 스캐닝과 모델링은 원작 예술 양식에 대한 더 큰 존중을 보장한다. 복원가는 미술 기술자이지 화가나 조각가가 아니다. 해석적·창작적 요소가 우리 작업에 개입돼선 안 된다"고 말했습니다.

역사적 건축과 디자인

건물과 모형 재현은 항상 3D 프린팅의 주요 매력이었기에, 박물관들이 대규모 전시를 위해 이 잠재력을 활용하기 시작한 것은 자연스러운 일입니다. 3D 프린팅의 도움으로 신시내티 박물관 센터(Cincinnati Museum Center)는 1940년대 당시 시내 중심가 모습을 S스케일 모형으로 재현했습니다. 케어우 타워(Carew Tower), 시청, 플럼 스트리트 템플(Plum Street Temple), 로블링 다리(Roebling Bridge)와 거리를 누비는 노면전차까지 완벽하게 구현했습니다.

이 사실적인 재현은 익숙한 광경, 소리, 심지어 냄새까지 담아내며 도시의 과거 역사와 문화를 보여줍니다. 인상적인 이 전시는 다양한 제조 기술을 혼합해 4,000평방피트 규모로 조성됐습니다. 총 전시물은 1,200채 이상의 건물, 18대의 운행 기관차, 4개의 작동 경사로, 500대 이상의 차량, 2,000명의 인물로 구성됩니다.

전시는 아직 완성되지 않았으며 규모와 범위가 계속 확장 중입니다. 과거의 건축과 역사에 대한 깊은 통찰을 제공하면서 박물관 방문객에게 몰입감 있는 물리적 경험을 선사합니다.

화석 재현

이미지 출처: Dušan Hein, TASR (슬로바키아 봉기 박물관)

전 세계 박물관들은 디지털화와 3D 모델링에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 이를 통해 화석 부품을 프린팅된 구성품으로 완성하고 재부착할 수 있기 때문입니다. 화석 자체를 찾는 것도 어렵지만, 제대로 보존된 형태로 찾는 것은 거의 불가능에 가깝습니다. 이런 경우 약간의 독창성이 박물관 관람객에게 온전한 그림을 보여주는 데 큰 도움이 됩니다.

슬로바키아 봉기 박물관(SNP)과 스미스소니언(Smithsonian)은 이런 프로젝트를 큰 효과로 수행해 왔습니다. 공룡 화석은 모든 박물관의 핵심 전시품이지만, 이 뼈들은 심각하게 손상됐거나 중요한 관절이 심하게 손상돼 지지가 절실한 경우가 많습니다. 이때 3D 프린터가 교육자와 고생물학자들에게 전시물을 개선할 도구를 제공합니다.

하지만 공룡 뼈만으로 역사가 되살아나는 것은 아닙니다. 과학자들은 3D 스캔으로 미라의 전체 성문(聲門) 기관을 매핑하고, 이 모델로 3D 프린터를 사용해 발성 기관을 재현했습니다. 이 인공 후두에 공기를 통과시켜 합성 성대를 진동시키니, 죽은 이집트인의 목소리로 단일 모음 소리가 났다고 <사이언티픽 리포트(Scientific Reports)> 저널에 발표된 연구에서 밝혔습니다.

해당 발성 기관은 람세스 11세 통치기 테베에 살던 한 제사장의 것이었습니다. 미라 시신은 약 200년 전 발굴돼 영국 박물관에 매각됐고, 포장을 풀어 '리즈 미라(Leeds Mummy)'라 명명됐습니다. 이제 연구자들은 이를 이런 실험적 연구의 기초로 삼고 있습니다. 성문 기관이 단일 모음 소리만 낼 수 있지만, 놀라운 성과임은 분명합니다.

이러한 방식으로 미래 기술이 역사 연구를 활성화하고, 과거에 대한 더 나은 이해를 돕고 있습니다.