黃梁瞳

中國人民公安大學

淺談3D打印技術(shù)在痕跡檢驗中的應(yīng)用

黃梁瞳

中國人民公安大學

3D打印技術(shù)屬于新型高新技術(shù)，有著獨特的運作模式。雖然3D打印技術(shù)在各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，因此進一步加強對其的研究非常有必要。目前，3D打印技術(shù)在刑事技術(shù)工作中的應(yīng)用時間則較短，因此，擴大3D打印技術(shù)的影響力顯得尤為重要。這就要求刑事技術(shù)部門需立即開展對3D打印行業(yè)中各項技術(shù)的研究及學習，讓工作人員全面了解和掌握3D打印技術(shù)，為提高取證及檢驗鑒定效率打下基礎(chǔ)。

3D打印技術(shù)；痕跡檢驗；應(yīng)用

1、3D打印技術(shù)概述

1.1 3D打印技術(shù)的概念和分類

3D打印技術(shù)，又被人們稱之為添加制造技術(shù)，或者是增材制造和增量制造技術(shù)。美國材料與試驗協(xié)會針對3D打印技術(shù)進行了明確的界定，3D打印技術(shù)與當前的傳統(tǒng)加工方式具有極大的差別。這一技術(shù)是利用三維CAD成型技術(shù)對材料進行逐層的加工工藝，是一種使用直接制造和三維模型技術(shù)相結(jié)合的三維物理實體模型的加工方法。3D打印是集CAD建模、測量、軟件、數(shù)控、激光和材料等多學科于一體的技術(shù)，具有3D打印數(shù)字、分層、堆積、直接和快速等多方面的制造優(yōu)點。

1.2 3D打印技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3D打印技術(shù)相較于傳統(tǒng)的制造技術(shù)來說，具備明顯的數(shù)據(jù)模型制造的優(yōu)勢，其突出表現(xiàn)為在制造工藝上集中表現(xiàn)出的數(shù)字制造特點、在制造流程上突出表現(xiàn)出的分層制造特點、以及集中表現(xiàn)在制造環(huán)節(jié)上利用堆積方式體現(xiàn)出的堆積制造特點。另外，3D打印技術(shù)還由于其在數(shù)據(jù)處理方式上實現(xiàn)3D數(shù)據(jù)建模來形成快速直接制造，這一特點使得3D打印技術(shù)突破了制造環(huán)節(jié)上模具的環(huán)節(jié)束縛，實現(xiàn)了一次成型的直接制造。

1.3 3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

當前3D打印機所使用的范圍非常廣泛，涵蓋了各行各業(yè)，只要是需要模型和原型的行業(yè)都可以使用。當前3D打印技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、機械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫(yī)學、考古和雕刻等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域主要表現(xiàn)幾個方面:設(shè)計方案的評定、制造方式與裝配的檢測、功能樣件的制造與性能檢測、快速模具的小批量制造、建筑總體與裝修的展示評價、科學計算數(shù)據(jù)實體可視化、醫(yī)學與醫(yī)療工程、首飾及日用品快速開發(fā)與個性化定制、動漫造型評價和電子器件的設(shè)計與制作等多個方面。

2、3D打印技術(shù)在痕跡檢驗中的應(yīng)用

2.1 制作現(xiàn)場圖

目前我國的現(xiàn)場勘驗檢查工作，一般采取平面記錄的方式進行，也有采取現(xiàn)場立體圖及透視圖記錄的方式，屬于經(jīng)轉(zhuǎn)換視角后獲得的2D圖像。盡管現(xiàn)場平面展開圖可以反映墻面的痕跡部位，但是會改變其與現(xiàn)場其他物證之間的位置關(guān)系。因此，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場勘查工作的記錄中，并按照合理的比例制作出現(xiàn)場勘查的立體模型，從而能更加精確和直觀地反映出現(xiàn)場的情況，避免由視覺誤差等造成的空間思維錯誤，還能清晰地標識出痕跡物證的位置，可對作案人的作案過程進行推演分析，也方便刑偵人員討論案情，提高案件的偵破速度。

2.2 打印3D立體檢材和樣本，為檢驗比對提供條件

現(xiàn)有的痕跡檢驗技術(shù)通常以平面特征比對為主，這種比對方式過于形象化，存在著比較主觀的缺陷，很多情況下依靠的是個人的實踐經(jīng)驗。而痕跡與造痕體的特征存在著相互對應(yīng)的關(guān)系，如果能把檢材和樣本立體打印出來，利用造痕體和痕跡相對應(yīng)的凹凸關(guān)系進行重合比對，無疑會提高檢驗結(jié)果的客觀性，例如在工具痕跡檢驗中，把凹陷狀痕跡進行立體一比一打印，與造痕工具進行拼合比對，或者把二者同比例放大，制作三維模型，使檢驗過程更加直觀易懂。

2.3 打印造痕體模型，為尋找作案工具創(chuàng)造條件

傳統(tǒng)立體痕跡的提取通常采用的是石膏制模、硅膠制模等方式，因為受材質(zhì)及現(xiàn)場條件的影響，提取的效果往往得不到保證，并且存在儲存上的難題，而如果使用三維掃描提取到立體痕跡的數(shù)據(jù)，計算機模擬制作痕跡所對應(yīng)的造痕體，打印出成比例的造痕體模型，就可以很好地進行保存，并根據(jù)需要隨時打印，從而為尋找作案工具創(chuàng)造條件。

2.4 打印不易提取的承痕體模型

很多現(xiàn)場中承痕體是無法提取的，比如貴重物品、大型物體等，而3D打印機可按比例復制出承痕體，并可放大可縮小，具有實物提取不可比擬的便捷優(yōu)勢。

3、3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢

3D打印技術(shù)的實現(xiàn)，能夠為工業(yè)化生產(chǎn)提出一個發(fā)展新思路，不必束縛于生產(chǎn)成本和模具制造的相關(guān)環(huán)節(jié)，將生產(chǎn)活動從量產(chǎn)車間分流出來，形成一個集中精準制造、實體分析、結(jié)構(gòu)還原、應(yīng)用性探究為綜合目的的實驗性生產(chǎn)或者定制生產(chǎn)。在其發(fā)展前瞻上，對于其發(fā)展趨勢可以簡單總結(jié)為以下三個具體方面的發(fā)展中心：

3.1 圍繞發(fā)展開源性三維數(shù)字建模技術(shù)形成數(shù)據(jù)共享、信息資源共享，更多的為3D打印技術(shù)所需的數(shù)字建模發(fā)展相應(yīng)的便捷應(yīng)用，使得一般人群都能接受和采用相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用。

3.2 圍繞發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域上的材料技術(shù)結(jié)合材料技術(shù)，將醫(yī)學醫(yī)療、首飾手工藝、建筑設(shè)計等不需要量產(chǎn)車間思路的定制化生產(chǎn)擺上現(xiàn)實的發(fā)展議程上。并且在一定環(huán)節(jié)上，能夠?qū)拥较嚓P(guān)的小批量生產(chǎn)和相關(guān)的設(shè)計、試驗、分析環(huán)節(jié)，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)計、藝術(shù)文化領(lǐng)域的實體性操作。

3.3 圍繞發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域上的終端開發(fā)3D打印技術(shù)實質(zhì)上是一項制造技術(shù)，可以充分同相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域上的工業(yè)設(shè)計思路結(jié)合起來，形成相關(guān)的終端開發(fā)，例如結(jié)合數(shù)字通信，形成遠程傳輸復制的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用；或者結(jié)合數(shù)字建模形成零配件售后維修體系中的零配件重配重制的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。總之，今后3D打印技術(shù)應(yīng)當是在終端開發(fā)上，結(jié)合相應(yīng)的應(yīng)用需求設(shè)計相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用終端。

[1]李楠楠，弓磊.淺談3D打印技術(shù)在工程建設(shè)技術(shù)上的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2016，06:175-176.

[2]馬華冰.淺談3D打印技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用前景[J].煤炭科技，2015，02:61-62.