一種激光三維掃描與3d打印結(jié)合的定制產(chǎn)品制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種激光三維掃描與3D打印結(jié)合的定制產(chǎn)品制作方法，其技術(shù)方案為利用激光三維掃描技術(shù)掃描所需定制加工的客體，如人體、器官等，然后生成客體的三維實體模型，通過控制系統(tǒng)對所需定制生產(chǎn)的產(chǎn)品三維模型進(jìn)行調(diào)整，并生成調(diào)整后的3D打印模型，然后通過3D打印機(jī)，生成所需定制的產(chǎn)品。本發(fā)明方法充分利用了激光三維掃描對復(fù)雜形狀物體外形的采集功能和3D打印機(jī)對復(fù)雜形狀物體的制作功能。使用本方法制備定制產(chǎn)品，周期短、精度高、契合度好，是未來個性化定制產(chǎn)品的方向。
【專利說明】一種激光三維掃描與3D打印結(jié)合的定制產(chǎn)品制作方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種激光三維掃描與3D打印結(jié)合的定制產(chǎn)品制作方法，屬定制生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
[0003]雖然高端工業(yè)印刷可以實現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無法實現(xiàn)3D打印。另外，打印機(jī)也還沒有達(dá)到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
[0004]三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢.三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。三維激光掃描技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，在國內(nèi)越來越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它是利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速復(fù)建出被測目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。由于三維激光掃描系統(tǒng)可以密集地大量獲取目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)點，因此相對于傳統(tǒng)的單點測量，三維激光掃描技術(shù)也被稱為從單點測量進(jìn)化到面測量的革命性技術(shù)突破。該技術(shù)在文物古跡保護(hù)、建筑、規(guī)劃、土木工程、工廠改造、室內(nèi)設(shè)計、建筑監(jiān)測、交通事故處理、法律證據(jù)收集、災(zāi)害評估、船舶設(shè)計、數(shù)字城市、軍事分析等領(lǐng)域也有了很多的嘗試、應(yīng)用和探索。三維激光掃描系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集的硬件部分和數(shù)據(jù)處理的軟件部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統(tǒng)又可分為機(jī)載、車載、地面和手持型幾類。應(yīng)用掃描技術(shù)來測量工件的尺寸及形狀等原理來工作。主要應(yīng)用于逆向工程，負(fù)責(zé)曲面抄數(shù)，工件三維測量，針對現(xiàn)有三維實物(樣品或模型)在沒有技術(shù)文檔的情況下，可快速測得物體的輪廓集合數(shù)據(jù)，并加以建構(gòu)，編輯，修改生成通用輸出格式的曲面數(shù)字化模型。
[0005]作為新的高科技產(chǎn)品，三維激光掃描儀已經(jīng)成功的在文物保護(hù)、城市建筑測量、地形測繪、采礦業(yè)、變形監(jiān)測、工廠、大型結(jié)構(gòu)、管道設(shè)計、飛機(jī)船舶制造、公路鐵路建設(shè)、隧道工程、橋梁改建等領(lǐng)域里應(yīng)用。三維激光掃描儀，其掃描結(jié)果直接顯示為點云(pointcloud意思為無數(shù)的點以測量的規(guī)則在計算機(jī)里呈現(xiàn)物體的結(jié)果)，利用三維激光掃描技術(shù)獲取的空間點云數(shù)據(jù)，可快速建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則的場景的三維可視化模型，既省時又省力，這種能力是現(xiàn)行的三維建模軟件所不可比擬的。最近幾年，三維激光掃描技術(shù)不斷發(fā)展并日漸成熟，三維掃描設(shè)備也逐漸商業(yè)化，三維激光掃描儀的巨大優(yōu)勢就在于可以快速掃描被測物體，不需反射棱鏡即可直接獲得高精度的掃描點云數(shù)據(jù)。這樣一來可以高效地對真實世界進(jìn)行三維建模和虛擬重現(xiàn)。因此，其已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點之一，并在文物數(shù)字化保護(hù)、土木工程、工業(yè)測量、自然災(zāi)害調(diào)查、數(shù)字城市地形可視化、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。(I)測繪工程領(lǐng)域:大壩和電站基礎(chǔ)地形測量、公路測繪，鐵路測繪，河道測繪，橋梁、建筑物地基等測繪、隧道的檢測及變形監(jiān)測、大壩的變形監(jiān)測、隧道地下工程結(jié)構(gòu)、測量礦山及體積計算。(2)結(jié)構(gòu)測量方面:橋梁改擴(kuò)建工程、橋梁結(jié)構(gòu)測量、結(jié)構(gòu)檢測、監(jiān)測、幾何尺寸測量、空間位置沖突測量、空間面積、體積測量、三維高保真建模、海上平臺、測量造船廠、電廠、化工廠等大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部設(shè)備的測量；管道、線路測量、各類機(jī)械制造安裝。(3)建筑、古跡測量方面:建筑物內(nèi)部及外觀的測量保真、古跡(古建筑、雕像等)的保護(hù)測量、文物修復(fù)，古建筑測量、資料保存等古跡保護(hù)，遺址測繪，贗品成像，現(xiàn)場虛擬模型，現(xiàn)場保護(hù)性影像記錄。(4)緊急服務(wù)業(yè):反恐怖主義，陸地偵察和攻擊測繪，監(jiān)視，移動偵察，災(zāi)害估計，交通事故正射圖，犯罪現(xiàn)場正射圖，森林火災(zāi)監(jiān)控，滑坡泥石流預(yù)警，災(zāi)害預(yù)警和現(xiàn)場監(jiān)測，核泄露監(jiān)測。(5)娛樂業(yè):用于電影產(chǎn)品的設(shè)計，為電影演員和場景進(jìn)行的設(shè)計，3D游戲的開發(fā)，虛擬博物館，虛擬旅游指導(dǎo)，人工成像，場景虛擬，現(xiàn)場虛擬。(6)采礦業(yè):在露天礦及金屬礦井下作業(yè)，以及一些危險區(qū)域人員不方便到達(dá)的區(qū)域。例如:塌陷區(qū)域、溶洞、懸崖邊等進(jìn)行三維掃描。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明提供了一種激光三維掃描與3D打印結(jié)合的定制產(chǎn)品制作方法，其技術(shù)方案為利用激光三維掃描技術(shù)掃描所需定制加工的客體，如人體、器官等，然后生成客體的三維實體模型，通過控制系統(tǒng)對所需定制生產(chǎn)的產(chǎn)品三維模型進(jìn)行調(diào)整，并生成調(diào)整后的3D打印模型，然后通過3D打印機(jī)，生成所需定制的產(chǎn)品。方法所用工序為三維掃描客體并生成三維模型一控制系統(tǒng)匹配待定制物體的三維模型一3D打印成型。
[0007]方法采用激光三維掃描儀作為采集客體信息的工具，并生成該客體的三維模型。
[0008]對于待定制的產(chǎn)品，控制系統(tǒng)內(nèi)置相應(yīng)三維模型模版。采集到客體的三維模型后，將待定制產(chǎn)品的三維模型進(jìn)行修訂、匹配，使其尺寸適合。
[0009]控制系統(tǒng)將修訂后的定制產(chǎn)品三維模型輸出至3D打印機(jī)，3D打印機(jī)根據(jù)三維模型，使用相應(yīng)材料，打印出最終所需定制的物品。
[0010]有益效果:
本發(fā)明方法充分利用了激光三維掃描對復(fù)雜形狀物體外形的采集功能和3D打印機(jī)對復(fù)雜形狀物體的制作功能。使用本方法制備定制產(chǎn)品，周期短、精度高、契合度好，是未來個性化定制產(chǎn)品的方向。
[0011]【具體實施方式】:
為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下。
[0012]采用激光三維掃描結(jié)合3D打印，使用光敏樹脂材料定制眼鏡框。
[0013]定制客體為人的頭部，使用激光三維掃描儀采集頭部的外形信息，并生成數(shù)字化的三維模型。
[0014]控制系統(tǒng)內(nèi)置多種款式的眼鏡框三維模型，客戶選定合適的款式，控制系統(tǒng)將該款式模型自動修正，使其適合客戶頭部佩戴。
[0015]控制系統(tǒng)將修正后的眼鏡框模型輸出至3D打印機(jī)，3D打印機(jī)使用激光打印光敏樹脂材料，并制作出適合客戶的定制眼鏡框。
[0016] 申請人:聲明，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種激光三維掃描與3D打印結(jié)合的定制產(chǎn)品制作方法,其特征在于:方法所用工序為三維掃描客體并生成三維模型一控制系統(tǒng)匹配待定制物體的三維模型一3D打印成型。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的產(chǎn)品制作方法，其特征在于:方法采用激光三維掃描儀作為采集客體信息的工具，并生成該客體的三維模型。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的產(chǎn)品制作方法，其特征在于:對于待定制的產(chǎn)品，控制系統(tǒng)內(nèi)置相應(yīng)三維模型模版，采集到客體的三維模型后，將待定制產(chǎn)品的三維模型進(jìn)行修訂、匹配，使其尺寸適合。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的產(chǎn)品制作方法，其特征在于:控制系統(tǒng)將修訂后的定制產(chǎn)品三維模型輸出至3D打印機(jī)，3D打印機(jī)根據(jù)三維模型，使用相應(yīng)材料，打印出最終所需定制的物品O
【文檔編號】B29C67/00GK104339658SQ201410646529
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請人:安徽省新方尊鑄造科技有限公司