一種激光三維掃描與3d打印結合的定制產品制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種激光三維掃描與3D打印結合的定制產品制作方法，其技術方案為利用激光三維掃描技術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，通過控制系統對所需定制生產的產品三維模型進行調整，并生成調整后的3D打印模型，然后通過3D打印機，生成所需定制的產品。本發明方法充分利用了激光三維掃描對復雜形狀物體外形的采集功能和3D打印機對復雜形狀物體的制作功能。使用本方法制備定制產品，周期短、精度高、契合度好，是未來個性化定制產品的方向。
【專利說明】一種激光三維掃描與3D打印結合的定制產品制作方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種激光三維掃描與3D打印結合的定制產品制作方法，屬定制生產【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，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造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
[0003]雖然高端工業印刷可以實現塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無法實現3D打印。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
[0004]三維激光掃描技術又被稱為實景復制技術，是測繪領域繼GPS技術之后的一次技術革命。它突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢.三維激光掃描技術能夠提供掃描物體表面的三維點云數據，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數字地形模型。三維激光掃描技術是近年來出現的新技術，在國內越來越引起研究領域的關注。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、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等各種圖件數據。由于三維激光掃描系統可以密集地大量獲取目標對象的數據點，因此相對于傳統的單點測量，三維激光掃描技術也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術突破。該技術在文物古跡保護、建筑、規劃、土木工程、工廠改造、室內設計、建筑監測、交通事故處理、法律證據收集、災害評估、船舶設計、數字城市、軍事分析等領域也有了很多的嘗試、應用和探索。三維激光掃描系統包含數據采集的硬件部分和數據處理的軟件部分。按照載體的不同，三維激光掃描系統又可分為機載、車載、地面和手持型幾類。應用掃描技術來測量工件的尺寸及形狀等原理來工作。主要應用于逆向工程，負責曲面抄數，工件三維測量，針對現有三維實物(樣品或模型)在沒有技術文檔的情況下，可快速測得物體的輪廓集合數據，并加以建構，編輯，修改生成通用輸出格式的曲面數字化模型。
[0005]作為新的高科技產品，三維激光掃描儀已經成功的在文物保護、城市建筑測量、地形測繪、采礦業、變形監測、工廠、大型結構、管道設計、飛機船舶制造、公路鐵路建設、隧道工程、橋梁改建等領域里應用。三維激光掃描儀，其掃描結果直接顯示為點云(pointcloud意思為無數的點以測量的規則在計算機里呈現物體的結果)，利用三維激光掃描技術獲取的空間點云數據，可快速建立結構復雜、不規則的場景的三維可視化模型，既省時又省力，這種能力是現行的三維建模軟件所不可比擬的。最近幾年，三維激光掃描技術不斷發展并日漸成熟，三維掃描設備也逐漸商業化，三維激光掃描儀的巨大優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據。這樣一來可以高效地對真實世界進行三維建模和虛擬重現。因此，其已經成為當前研究的熱點之一，并在文物數字化保護、土木工程、工業測量、自然災害調查、數字城市地形可視化、城鄉規劃等領域有廣泛的應用。(I)測繪工程領域:大壩和電站基礎地形測量、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測、大壩的變形監測、隧道地下工程結構、測量礦山及體積計算。(2)結構測量方面:橋梁改擴建工程、橋梁結構測量、結構檢測、監測、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、化工廠等大型工業企業內部設備的測量；管道、線路測量、各類機械制造安裝。(3)建筑、古跡測量方面:建筑物內部及外觀的測量保真、古跡(古建筑、雕像等)的保護測量、文物修復，古建筑測量、資料保存等古跡保護，遺址測繪，贗品成像，現場虛擬模型，現場保護性影像記錄。(4)緊急服務業:反恐怖主義，陸地偵察和攻擊測繪，監視，移動偵察，災害估計，交通事故正射圖，犯罪現場正射圖，森林火災監控，滑坡泥石流預警，災害預警和現場監測，核泄露監測。(5)娛樂業:用于電影產品的設計，為電影演員和場景進行的設計，3D游戲的開發，虛擬博物館，虛擬旅游指導，人工成像，場景虛擬，現場虛擬。(6)采礦業:在露天礦及金屬礦井下作業，以及一些危險區域人員不方便到達的區域。例如:塌陷區域、溶洞、懸崖邊等進行三維掃描。
[0006]
【發明內容】
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本發明提供了一種激光三維掃描與3D打印結合的定制產品制作方法，其技術方案為利用激光三維掃描技術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，通過控制系統對所需定制生產的產品三維模型進行調整，并生成調整后的3D打印模型，然后通過3D打印機，生成所需定制的產品。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]對于待定制的產品，控制系統內置相應三維模型模版。采集到客體的三維模型后，將待定制產品的三維模型進行修訂、匹配，使其尺寸適合。
[0009]控制系統將修訂后的定制產品三維模型輸出至3D打印機，3D打印機根據三維模型，使用相應材料，打印出最終所需定制的物品。
[0010]有益效果:
本發明方法充分利用了激光三維掃描對復雜形狀物體外形的采集功能和3D打印機對復雜形狀物體的制作功能。使用本方法制備定制產品，周期短、精度高、契合度好，是未來個性化定制產品的方向。
[0011]【具體實施方式】:
為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發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，并生成數字化的三維模型。
[0014]控制系統內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]控制系統將修正后的眼鏡框模型輸出至3D打印機，3D打印機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，以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種激光三維掃描與3D打印結合的定制產品制作方法,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匹配待定制物體的三維模型一3D打印成型。
2.根據權利I所述的產品制作方法，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.根據權利I所述的產品制作方法，其特征在于:對于待定制的產品，控制系統內置相應三維模型模版，采集到客體的三維模型后，將待定制產品的三維模型進行修訂、匹配，使其尺寸適合。
4.根據權利I所述的產品制作方法，其特征在于:控制系統將修訂后的定制產品三維模型輸出至3D打印機，3D打印機根據三維模型，使用相應材料，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 優先權日:2014年11月15日
【發明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請人:安徽省新方尊鑄造科技有限公司