浅谈3D打印技术在痕迹检验中的应用

黄梁瞳

中国人民公安大学

浅谈3D打印技术在痕迹检验中的应用

黄梁瞳

中国人民公安大学

3D打印技术属于新型高新技术，有着独特的运作模式。虽然3D打印技术在各个领域都有着广泛的应用前景，因此进一步加强对其的研究非常有必要。目前，3D打印技术在刑事技术工作中的应用时间则较短，因此，扩大3D打印技术的影响力显得尤为重要。这就要求刑事技术部门需立即开展对3D打印行业中各项技术的研究及学习，让工作人员全面了解和掌握3D打印技术，为提高取证及检验鉴定效率打下基础。

3D打印技术；痕迹检验；应用

1、3D打印技术概述

1.1 3D打印技术的概念和分类

3D打印技术，又被人们称之为添加制造技术，或者是增材制造和增量制造技术。美国材料与试验协会针对3D打印技术进行了明确的界定，3D打印技术与当前的传统加工方式具有极大的差别。这一技术是利用三维CAD成型技术对材料进行逐层的加工工艺，是一种使用直接制造和三维模型技术相结合的三维物理实体模型的加工方法。3D打印是集CAD建模、测量、软件、数控、激光和材料等多学科于一体的技术，具有3D打印数字、分层、堆积、直接和快速等多方面的制造优点。

1.2 3D打印技术的应用优势

3D打印技术相较于传统的制造技术来说，具备明显的数据模型制造的优势，其突出表现为在制造工艺上集中表现出的数字制造特点、在制造流程上突出表现出的分层制造特点、以及集中表现在制造环节上利用堆积方式体现出的堆积制造特点。另外，3D打印技术还由于其在数据处理方式上实现3D数据建模来形成快速直接制造，这一特点使得3D打印技术突破了制造环节上模具的环节束缚，实现了一次成型的直接制造。

1.3 3D打印技术的应用领域

当前3D打印机所使用的范围非常广泛，涵盖了各行各业，只要是需要模型和原型的行业都可以使用。当前3D打印技术已经在工业、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古和雕刻等行业都有广泛的应用。随着3D打印技术的不断发展，应用领域主要表现几个方面:设计方案的评定、制造方式与装配的检测、功能样件的制造与性能检测、快速模具的小批量制造、建筑总体与装修的展示评价、科学计算数据实体可视化、医学与医疗工程、首饰及日用品快速开发与个性化定制、动漫造型评价和电子器件的设计与制作等多个方面。

2、3D打印技术在痕迹检验中的应用

2.1 制作现场图

目前我国的现场勘验检查工作，一般采取平面记录的方式进行，也有采取现场立体图及透视图记录的方式，属于经转换视角后获得的2D图像。尽管现场平面展开图可以反映墙面的痕迹部位，但是会改变其与现场其他物证之间的位置关系。因此，将3D打印技术应用于现场勘查工作的记录中，并按照合理的比例制作出现场勘查的立体模型，从而能更加精确和直观地反映出现场的情况，避免由视觉误差等造成的空间思维错误，还能清晰地标识出痕迹物证的位置，可对作案人的作案过程进行推演分析，也方便刑侦人员讨论案情，提高案件的侦破速度。

2.2 打印3D立体检材和样本，为检验比对提供条件

现有的痕迹检验技术通常以平面特征比对为主，这种比对方式过于形象化，存在着比较主观的缺陷，很多情况下依靠的是个人的实践经验。而痕迹与造痕体的特征存在着相互对应的关系，如果能把检材和样本立体打印出来，利用造痕体和痕迹相对应的凹凸关系进行重合比对，无疑会提高检验结果的客观性，例如在工具痕迹检验中，把凹陷状痕迹进行立体一比一打印，与造痕工具进行拼合比对，或者把二者同比例放大，制作三维模型，使检验过程更加直观易懂。

2.3 打印造痕体模型，为寻找作案工具创造条件

传统立体痕迹的提取通常采用的是石膏制模、硅胶制模等方式，因为受材质及现场条件的影响，提取的效果往往得不到保证，并且存在储存上的难题，而如果使用三维扫描提取到立体痕迹的数据，计算机模拟制作痕迹所对应的造痕体，打印出成比例的造痕体模型，就可以很好地进行保存，并根据需要随时打印，从而为寻找作案工具创造条件。

2.4 打印不易提取的承痕体模型

很多现场中承痕体是无法提取的，比如贵重物品、大型物体等，而3D打印机可按比例复制出承痕体，并可放大可缩小，具有实物提取不可比拟的便捷优势。

3、3D打印技术的发展趋势

3D打印技术的实现，能够为工业化生产提出一个发展新思路，不必束缚于生产成本和模具制造的相关环节，将生产活动从量产车间分流出来，形成一个集中精准制造、实体分析、结构还原、应用性探究为综合目的的实验性生产或者定制生产。在其发展前瞻上，对于其发展趋势可以简单总结为以下三个具体方面的发展中心：

3.1 围绕发展开源性三维数字建模技术形成数据共享、信息资源共享，更多的为3D打印技术所需的数字建模发展相应的便捷应用，使得一般人群都能接受和采用相关的技术应用。

3.2 围绕发展应用领域上的材料技术结合材料技术，将医学医疗、首饰手工艺、建筑设计等不需要量产车间思路的定制化生产摆上现实的发展议程上。并且在一定环节上，能够对接到相关的小批量生产和相关的设计、试验、分析环节，实现工业设计、艺术文化领域的实体性操作。

3.3 围绕发展应用领域上的终端开发3D打印技术实质上是一项制造技术，可以充分同相关应用领域上的工业设计思路结合起来，形成相关的终端开发，例如结合数字通信，形成远程传输复制的相关技术应用；或者结合数字建模形成零配件售后维修体系中的零配件重配重制的相关技术应用。总之，今后3D打印技术应当是在终端开发上，结合相应的应用需求设计相关的技术应用终端。

[1]李楠楠，弓磊.浅谈3D打印技术在工程建设技术上的应用[J].科技与企业，2016，06:175-176.

[2]马华冰.浅谈3D打印技术及其发展应用前景[J].煤炭科技，2015，02:61-62.