王婵

摘要：三维打印技术是一种利用金属粉末或塑料等粘合材料逐层打印物体的技术，近年来在许多领域得到了蓬勃发展。三维打印需要工件的表面信息。利用三线坐标测量仪可以获得外表面信息，从CT扫描中获取内表面信息。介绍了ICT技术与3D打印技术相结合的应用模式。CT系统对工件进行扫描，生成一系列的CT图像。图像被加载到VGStudioMAX软件中，以获取内部和外部表面信息。根据这些信息，工件将通过3D打印机打印。由于ICT系统的广泛应用，三维打印技术的应用范围将不断扩大。

关键词：3D打印技术;应用;轨道结构领域

引言：

轨道结构CT系统为产品提供了三维、高精度的扫描，形成了具有产品材料和结构信息的高精度三维CT数据集。轨道结构CT和3D打印技术是两种互补的技术，在轨道结构应用中具有很强的相关性。本文简要介绍了三维打印技术的工作原理和应用，重点阐述了三维打印技术在轨道结构生产和发展中的优势。本文详细介绍了轨道结构CT和3D打印技术的综合应用，并介绍了ICT技术与3D打印技术相结合的应用模式。

1.3D打印技术

高精度轨道结构CT和三维打印技术是世界上最先进的三维扫描和三维制造技术。目前，三维打印的数字模型主要是由光学扫描提供的，通过可见光从扫描目标周围的360°角度拍摄图像。三维表面结构软件计算、修改、生成数字三维物体表面图像，并将数据传送给3D打印机。3D打印机逐层形成固体。该方法仅能获得物体的外部结构数据，并通过三维打印进行构造。对于复杂的物体，如具有内腔结构的工件，很难处理。轨道结构CT技术可以实现复杂结构物体的高精度三维内部结构，无需接触和破坏物体，可以为三维打印提供高精度的数字信息。[1]

近年来，高精度轨道结构CT和三维打印技术在各自的服务领域都得到了迅速的发展。在轨道结构设计和制造领域，这两种技术还没有得到有效的结合。但在技术上，轨道结构CT和3D打印就像一对孪生技术，构成了制造业的两个发展方向。[2]

（1）高精度轨道结构CT将产品分割成横截面层，得到产品的三维数字数据模型。这是一个与真实物体的数字微分过程。

（2）三维打印技术根据产品的三维数字模型，采用分层叠加技术制作产品。它是一个从数字数据到真实对象的集成过程。[3]

轨道结构CT和3D打印在设计和制造领域的结合，将完成“产品-轨道结构CT扫描-三维数字模型-三维打印快速原型”的过程。该工艺综合了轨道结构CT和3D打印的优点，实现了高效、方便的新型设计和制造模式，提高了科研和制造设计领域的能力。[4]

2. 3D打印技术应用在轨道结构领域

在这篇论文中，我们提出了一种在稀疏的非重叠摄影机集合上追踪和辨识轨道结构的方法。通过非重叠视图识别轨道结构需要一种算法，该算法能够处理由于姿态和照明变化而引起的观察图像的变化。我们建议使用轨道结构的三维结构來处理由于姿势而引起的变化，而统计外观模型则考虑到由于照明而产生的变化。我们为轨道结构保留了一个指纹，包括三维结构和外观模型。提出了一种估计目标三维存在性的算法。地平面约束为跟踪提供了一个紧凑的状态空间表示。结构的在线恢复提供了明确处理相机姿态变化的能力。指纹在整个网络中共享以生成一个观察列表，当新目标进入感应区域时，根据该列表对其进行验证。以下是应用轨道结构CT扫描三维打印技术研究结构的实例。

2.1打印3D在轨道交通铸件开发和制造中的应用

首先，像某些泵一样的工件被高能X射线轨道结构ctt系统扫描。通过锥束扫描和图像重建，获得了工件的一系列二维CT图像. 传统的三维打印CT图像处理方法包括二值化、边缘检测、轮廓跟踪等一系列过程。通过这些图像处理，将CT图像转换成STL或CLI文件，通过切片程序进行管理，最终转化为机器读取的扫描路径。这种方法具有较大的精度失真，如何切割中间环节，提高打印精度一直是CT图像和三维打印领域的主要问题。在对开源软件CuraEngine进行研究的基础上，特别是它的一般思想和具体细节，实现了直接将CT横断面图像逐层打印到三维物体切片中的代码，并进行了实验验证。结果表明，该方法能正确生成gcode文件，对实体对象有较好的效果，但对空心文件仍存在一些问题。

采用 SLS 砂型打印技术、SLA 高分子刚性模具打印技术和数控加工技术的组合模式，可以实现覆膜砂型（ 芯） 、蜡 模、模具的多品种小批量生产能力，常态服务于轨道交通铸件的开发和生产中，并将砂型镂空设计、自体支撑、梯度打印等专有技术进一步深化，已拓展至汽车零部件等新产业服务领域。

2.2金属 3D 打印技术在轨道交通产品应用的探索

金属 3D 打印技术具备微区熔池的快速熔化 - 凝固特点，产品微观晶粒细小均匀、溶质偏析倾向小，辅助采用远离平衡态的温场控制技术、支撑设计技术、合金化匹配技术等，可实现高性能金属零部件的直接成型，产品精度、复杂程度、力学性能远高于铸件产品。

结束语：

3D打印是一种快速发展的添加剂制造技术，它利用金属或塑料等粉末材料来构建基于数字模型文件的物体。3 Dprint是一种新兴的高端制造技术，广泛应用于制造业等领域。在过去的几年里，这项技术悄然改变了制造业的格局。

参考文献

[1]李业鹏.浅谈3D打印技术在特战装备维修保障中的应用[J].神州，2020，（22）：238，240.

[2]吕惠成，李斯琴.浅谈3D打印技术在复杂创伤骨科教学中的应用[J].中国继续医学教育，2020，12（6）：18-20. DOI：10.3969/j.issn.1674-9308.2020.06.008.

[3]袁泉.浅谈3D打印技术在复杂创伤骨科教学中的应用[J].百科论坛电子杂志，2020，（6）：967-968.

[4]于罗钦.浅谈3D打印技术在机械产品数字化设计与制造中的应用[J].中国设备工程，2019，（13）：186-187. DOI：10.3969/j.issn.1671-0711.2019.13.099.