한국 초상 조각의 개척자 고(古) 최만린 조각가의 석고 동상 구조 해석

서론

한국 추상 조각의 개척자로 불리는 조각가 최만린(1935. 10. 3. ~ 2020. 11. 17.)은 한국 추상 조각 발전에 중추적인 역할을 한 1세대 조각가이며, 서울대학교 미술대학 명예교수 및 전 국립현대미술관장을 역임하였습니다.

최만린 조각가의 첫 석고 동상 작품은 한국전쟁 직후인 1958년에 탄생한 이브 58-1로 사실적 재현에서 벗어난 왜곡된 인체를 통해 인간의 본질에 대해 물음을 던지는 작품입니다. [그림 1]은 이브 58-1 작품입니다.

[그림 1] 최만린 ‘이브 58-1’, 1958, 석고

(국립현대미술관 제공)

이브 58-1 작품의 제작 년도는 1958년도로 현재까지 작품이 잘 보존되고 있으나 석고로 제작된 미술품은 오랜 시간이 지나면서 작품 일부가 탈락되거나 변형되는 양상이 나타날 수 있어 작품 보존을 위한 연구가 반드시 필요합니다. 과거에는 작품 보존을 위한 데이터베이스화를 위해 주로 사진이나 수작업을 통한 데이터화가 수행되었으나, 정확도나 수치화의 한계를 넘지 못하는 단점이 있었습니다. 하지만 최근에는 기술의 발전을 통해 3D Scan 및 X-Ray 촬영을 활용한 대상의 원형을 3D 디지털로 데이터화 시키는 작업을 수행하고 있으며, 이를 통해 제작 기법 연구, 위작 식별, 구조 및 안전성 분석 모니터링 등 다양한 업무에 활용되고 있습니다. 

본 원고에서는 국립현대미술관의 조각 작품 보존을 위한 연구의 일한으로 수행된 조각가 최만린의 이브 58-1 작품의 3D 디지털 데이터를 활용한 구조 해석 사례를 소개하고자 합니다.

조각가 최만린 ‘이브 58-1’ 작품의 3D 모델 

아래 [그림 2]는 국립현대미술관으로부터 제공받은 3D Scan과 X-Ray로 촬영된 이브 58-1 작품의 3D 모델로서 총 43,147,974 개의 면과 21,566,153 개의 정점으로 이루어졌습니다. 석고의 특성상 표면이 거칠고, 작품 자체의 굴곡이 많아 매우 많은 파셋이 생성된 것을 확인할 수 있었습니다. 

 

[그림 2] 3D Scan 모델

구조 해석을 위한 유한요소 모델링을 수행하기 위해서는 파셋 모델에 대한 솔리드 변환이 필요합니다. 이때, 너무 많은 파셋은 작업 효율성을 떨어뜨리고 날카로운 형상은 격자 생성에 오류를 발생시킬 수 있어 SpaceClaim을 활용하여 파셋 모델을 수정하였습니다. [그림 3]은 SpaceClaim으로 수정한 솔리드 변환 모델의 모습을 나타내며, 원본 모델에 비해 비교적 부드러운 표면 형상을 갖는 것을 확인하였습니다.

[그림 3] 파셋 영역 수정 및 솔리드 변환 모델

[그림 4]는 중앙 부분에서 기존 3D Scan 모델과 솔리드 변환 모델을 비교한 모습을 나타냅니다. 3D Scan 모델에 비해 파셋의 개수 감소와 날카로운 영역이 수정된 모습을 살펴볼 수 있습니다.

‘이브 58-1’ 작품의 유한요소 모델링

SpaceClaim을 통해 수정된 모델을 가지고 Ansys Mechanical의 Meshing 기능을 활용하여 유한요소 모델링을 생성하였습니다. 이때, 모델이 비교적 복잡한 형상을 가지고 있어 사면체 요소를 적용하였으며, 외부 표면에 매우 많은 면 분할이 이루어져 있어 Patch Independent 방법을 사용해 격자를 생성하였습니다. 아래[그림 5]는 이브 58-1 작품의 유한요소모델을 나타내며, 총 888,239개의 Node와 5,028,258개의 Element가 생성되었습니다.

[그림 5] 유한요소모델

모델에 적용된 재료 물성은 석고 재질로서 Ansys Granta Selector에서 제공하는 석고 재료 물성을 적용하였습니다.

‘이브 58-1’ 작품의 구속 및 하중 조건

미술 작품의 경우 외부 환경에 노출되지 않는 이상 딱히 외부 하중을 받는 경우는 매우 드뭅니다. 특히 석고 동상과 같이 충격에 취약한 미술품들은 관람객의 손이 닿지 않기 위한 가드가 세워져 있어 더욱 외부 충격이 발생할 수 없습니다.

이번 작품 보존 연구에서는 석고 동상 운반 시 발생할 수 있는 순간적인 관성 효과를 대비하기 위해 미리 구조물의 취약 부를 파악하고 대처하기 위해 해석 조건을 설정하였습니다. 이에, 작품의 하단 부분에 완전 구속 조건을 적용하고 전체 모델에 가속도 조건을 방향 별로 부여하여 구조 해석을 수행하였습니다. 아래[그림 6]은 이브 58-1 작품에 적용한 구속 및 하중 조건을 나타냅니다.

[그림 6] 구속 및 하중 조건

‘이브 58-1’ 작품의 구조 해석 결과

구조 해석의 경우 모든 방향에 대해 가속도를 적용하여 해석을 수행하였지만 본고에서는 대표적으로 앞면으로 가속도 하중이 적용된 경우에 대해서만 해석 결과를 나타내었습니다. [그림 7]은 이브 58-1 작품의 변위 결과로서 상부 영역에서 가장 큰 변위인 13.45mm가 발생하였습니다. 

[그림 7] 석고 동상의 변위 결과

[그림 8]은 응력 결과로서 동상을 지탱하는 하부 발목 부분에서 가장 큰 응력이 나타나는 것을 확인하였습니다. 이를 통해 단순히 발목 부분이 약할 것 같다는 막연한 생각을 유한요소 해석을 통해 검증해 볼 수 있었으며, 추후 작품 운반 시 하부 영역에 하중이 적게 발생할 수 있는 방안을 찾기 위한 용도로 활용될 수 있을 것으로 사료됩니다.

[그림 8] 석고 동상의 응력 결과

맺음말 

 [그림 9] 성북구립 최만린미술관 전경

본 원고에서는 국립현대미술관에서 조각 작품 보존 연구의 일한으로 수행된 조각가 최만린 ‘이브 58-1’ 작품의 구조 해석 사례를 소개하였습니다. [그림 9]의 건물 사진은 1988년부터 2018년까지 최만린 작가의 삶의 터전이자 작품 세계를 만들어 온 작업실입니다.

현재는 성북구립 최만린 미술관으로 조성되어 다양한 작품을 전시 및 관람할 수 있습니다. 시간이 된다면 소개해드린 작품 관람과 함께 조각가 최만린의 다양한 작품 세계를 가까이에서 들여다볼 수 있는 최만린 미술관을 방문해 보시길 바랍니다.