馮喜長(zhǎng)

（河南省鄭州市公安局須水分局，河南鄭州450008）

3D打印技術(shù)在刑事技術(shù)中應(yīng)用的探索

馮喜長(zhǎng)

（河南省鄭州市公安局須水分局，河南鄭州450008）

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的制造業(yè)相比，具備快速成型、應(yīng)用性較高、攜帶方便、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于刑事技術(shù)工作中，不但能提高取證的精度、速度及效率，提升檢驗(yàn)鑒定的準(zhǔn)確度，而且能提升現(xiàn)場(chǎng)勘查及檢驗(yàn)鑒定的質(zhì)量。因此，特對(duì)刑事技術(shù)與3D打印技術(shù)的概念進(jìn)行分析，并探討3D打印在刑事技術(shù)中的應(yīng)用狀況，以及3D打印技術(shù)給刑事技術(shù)工作帶來的挑戰(zhàn)。

刑事技術(shù)；3D打印技術(shù)；應(yīng)用；挑戰(zhàn)

一、前言

3D打印又叫三維打印、立體打印、添加制造技術(shù)，是在數(shù)字模型及文件的基礎(chǔ)上，運(yùn)用粉末狀的金屬或塑料等可粘合的材料及聚合材料等，采取逐層打印方式實(shí)現(xiàn)物體構(gòu)造的一種技術(shù)。3D打印技術(shù)不用進(jìn)行機(jī)械加工，也不需要任何模具輔助，就能對(duì)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的物證進(jìn)行提取，并確保提取物證的精確度和清晰度，還能較好地保存物證，進(jìn)而提高取證人員的工作效率。3D打印機(jī)出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代中期，是一種利用光固化及紙層疊等相關(guān)技術(shù)快速成型的裝置。它的工作原理與普通打印機(jī)相同，3D打印機(jī)內(nèi)也裝有液體狀或粉末狀的“打印材料”，當(dāng)打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接后，經(jīng)計(jì)算機(jī)控制能將“打印材料”進(jìn)行層層疊加，最終將計(jì)算機(jī)上出現(xiàn)的藍(lán)圖制造為實(shí)物。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于刑事技術(shù)中，主要是在現(xiàn)場(chǎng)圖、現(xiàn)場(chǎng)照片和現(xiàn)場(chǎng)立體物證等取證，以及檢驗(yàn)鑒別工作中應(yīng)用。3D打印技術(shù)可方便、快捷地提取物證，提升其現(xiàn)場(chǎng)勘查及檢驗(yàn)鑒定的工作效率，還能避免傳統(tǒng)的硅橡膠提取法和石膏制模法等取證的某些弊端。3D打印技術(shù)是CAD技術(shù)、光化學(xué)、控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和激光技術(shù)等技術(shù)及知識(shí)的綜合，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，必將成為刑事技術(shù)向前發(fā)展的巨大動(dòng)力。

二、刑事技術(shù)與3D打印技術(shù)的概述

（一）刑事技術(shù)

刑事技術(shù)是一種發(fā)現(xiàn)、揭露及證實(shí)犯罪活動(dòng)的專業(yè)技術(shù)，刑事技術(shù)又被稱為法庭科學(xué)或犯罪偵查技術(shù)。它包括刑事照相、文書檢驗(yàn)、痕跡檢驗(yàn)、司法彈道檢驗(yàn)、外貌識(shí)別和指紋登記等技術(shù)。

刑事照相，主要是對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)物證進(jìn)行拍攝、提取。痕跡檢驗(yàn)主要是發(fā)現(xiàn)、固定和提取由人或工具遺留下來的痕跡，以及車輛痕跡和牲畜蹄跡等，并對(duì)它們進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定。文書檢驗(yàn)是根據(jù)書面的筆跡來認(rèn)定文字符號(hào)的書寫人，并鑒定文書的真?zhèn)?，使被涂污部分的字跡內(nèi)容自動(dòng)顯現(xiàn)，對(duì)撕碎或被燒毀文書進(jìn)行整復(fù)。司法彈道檢驗(yàn)是查明與射擊相關(guān)的情況，如射擊的距離和方向等，并根據(jù)射擊的彈頭及彈殼上痕跡，確認(rèn)射擊的槍支。指紋登記是指對(duì)固定范圍內(nèi)的被拘捕的人犯實(shí)施指紋捺印的登記，并將其登記的卡片編號(hào)儲(chǔ)存，從而為查明罪犯的前科及查對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的指紋提供依據(jù)。外貌識(shí)別就是根據(jù)證人或者受害者所陳述的作案人外貌特征或照片，對(duì)作案人實(shí)施認(rèn)定。

（二）3D打印技術(shù)及其分類

1.3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)是一種不同于傳統(tǒng)材料加工，在三維CAD模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)添加材料進(jìn)行制造的技術(shù)方式。3D打印技術(shù)主要采取的制造方法，有直接制造和三維物理實(shí)體模型制造。3D打印技術(shù)的內(nèi)容包括產(chǎn)品生產(chǎn)周期中的快速原型、全生產(chǎn)周期中的快速制造及其相關(guān)的打印技術(shù)等，它涉及的技術(shù)有測(cè)量、CAD建模、數(shù)控、精密機(jī)械和材料等。3D打印技術(shù)具備制作速度快、價(jià)格較低等優(yōu)勢(shì)。

3D打印技術(shù)的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：⑴數(shù)字制造：用CAD等技術(shù)軟件使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字化，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器加重，制成器件；數(shù)字化的文件可借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行傳遞，達(dá)到異地分散化制造的目的；⑵分層制造：將物體從三維結(jié)構(gòu)分解為二維層狀的結(jié)構(gòu)，再逐層疊加為三維的物品，所以3D打印技術(shù)在原理上具備制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)物品、使制作柔性化等優(yōu)勢(shì)；⑶堆積制造：自上而下的堆積制造方式，在打印不勻致材料及功能梯度的物品等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)；⑷直接制造：對(duì)于高性能、難成型的物品部件，都可經(jīng)打印直接制造，無需進(jìn)行組裝拼接；⑸快速打印：3D打印制造工藝的流程較短，還能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制造，所以其制造速度較快。

2.3D打印技術(shù)的分類

3D打印技術(shù)的類型及其屬性有：（1）光固化成形：代表技術(shù)主要源自美國(guó)的3DSystems公司和德國(guó)的Envisiontec公司，它所需材料為光敏聚合材料。這種打印技術(shù)下的打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)為：可充分利用原材料，尺寸精度較高，還能制作結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的模型；（2）材料噴射：代表技術(shù)主要源自美國(guó)的3D Systems公司及Solidscape公司，其材料為聚合材料及蠟，可鑄造模型；（3）粘結(jié)劑噴射：此種技術(shù)主要為美國(guó)的3D Systems公司及德國(guó)的Voxeljet公司所有，它涉及的材料有聚合材料、金屬、鑄造砂等，可用于3D打印機(jī)的直接制造，也可壓鑄模型或者制造零部件；（4）熔融沉積制造：此技術(shù)出自美國(guó)Systems公司，其材料為聚合材料。此種技術(shù)下的打印機(jī)具備價(jià)格低、體積小、生成操作難度低等優(yōu)點(diǎn)；（5）選擇性激光燒結(jié)：此技術(shù)源自美國(guó)3DSystems公司、德國(guó)EOS公司及瑞典Arcam公司，其采用的材料有聚合材料和金屬，可直接制造打印機(jī)及其零部件。此種技術(shù)下的打印機(jī)具備的優(yōu)點(diǎn)為：打印時(shí)不用支撐，打印的零件機(jī)械的性能較好、強(qiáng)度較高；（6）片層壓：此技術(shù)源自美國(guó)Fabrisonic公司及愛爾蘭Mcor公司，其所需材料為紙與金屬，可直接制造打印機(jī)及其零部件；（7）定向能量沉積：源自美國(guó)的Optomec公司和POM企業(yè)，所用材料為金屬，可制造3D打印機(jī)的零部件或?qū)ζ溥M(jìn)行修復(fù)。

三、3D打印在刑事技術(shù)中的應(yīng)用

3D打印在刑事技術(shù)中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）制作現(xiàn)場(chǎng)圖

目前我國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)檢查工作，一般采取平面記錄的方式進(jìn)行，也有采取現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)平面展開圖可以反映墻面的痕跡部位，但是會(huì)改變其與現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)勘查工作的記錄中，并按照合理的比例制作出現(xiàn)場(chǎng)勘查的立體模型，從而能更加精確和直觀地反映出現(xiàn)場(chǎng)的情況，避免由視覺誤差等造成的空間思維錯(cuò)誤，還能清晰地標(biāo)識(shí)出痕跡物證的位置，可對(duì)作案人的作案過程進(jìn)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。

（二）現(xiàn)場(chǎng)照片

將拍攝物品或現(xiàn)場(chǎng)地點(diǎn)實(shí)行精確的3D掃描后建模，再用3D打印機(jī)械將其打印出來，就能獲取與現(xiàn)場(chǎng)的物證高度相似的復(fù)制品，可精確直觀地反映出此物證的整體樣貌，可幫助刑偵人員發(fā)現(xiàn)物證的細(xì)節(jié)特征，加快案件的偵破速度。

（三）現(xiàn)場(chǎng)立體物證

在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證進(jìn)行取證時(shí)，立體的足跡、輪胎印痕、咬痕、掐痕等，一般采取石膏制模法來提取。盡管石膏制模法可滿足一般的基層工作取證需求，并具備價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，但是它存在無法克服的缺陷，主要有：（1）石膏制模法提取模型的比例一般為1:1，對(duì)于較大的物證痕跡，則無法提取；（2）石膏制模法不能真實(shí)地還原某些細(xì)微的小痕跡，會(huì)出現(xiàn)物證漏取或者缺取的現(xiàn)象；（3）石膏粉具備強(qiáng)吸水性，保存不易，因此，需隨買隨用，否則會(huì)對(duì)物證造成一定的破壞作用；（4）石膏制模法由于受到現(xiàn)場(chǎng)條件的諸多限制，不能提取到和水平夾角大的立體物證痕跡，以及開口小的容器內(nèi)部或邊角處的痕跡特征；（5）石膏制模法所提取的物證模型一旦遭受細(xì)微的磕碰或震動(dòng)，都會(huì)出現(xiàn)模型損壞，不利于進(jìn)行物證的提取工作；（6）石膏制模法屬于有損提取的方法之一，只能提取物證一次。

立體工具痕跡的提取方式一般為直接照相，受拍照技術(shù)及拍攝角度的影響，不能完整地反映工具痕跡的全貌，也無法保證照片的清晰度，從而不利于有效檢驗(yàn)鑒定工作的開展。而通過硅橡膠提取法來取證，如果不將其儲(chǔ)存在固定的環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致物證痕跡的滅失。

如果采取3D打印技術(shù)對(duì)物證進(jìn)行取證，就能克服以上所有的缺陷，工作人員只需帶上3D掃描設(shè)備及打印設(shè)備，就能在事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)直接制作出精確度較高的比例模型，這個(gè)模型具備放大、縮小等功能。取證人員可按照需要反映物證的精細(xì)度，選擇精度不同的設(shè)備來打印物證的全貌或局部面貌，從而能準(zhǔn)確地反映出物證的痕跡細(xì)節(jié)特征。3D打印技術(shù)在刑事技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)有：3D打印的耗材品種較多，攜帶及保存也方便；能提取任何角度或部位的立體痕跡，如物證的邊角、容器的內(nèi)部痕跡等；可依據(jù)物證的類型，選擇不同打印的耗材，3D打印機(jī)中常用的耗材為工程塑料及光敏樹脂，這是由于工程塑料與光敏樹脂所打印的物證模型具備強(qiáng)度高、容易保存等優(yōu)點(diǎn)；3D打印還具備無損提取和多次提取的特點(diǎn)。

3D打印技術(shù)還能在法醫(yī)臨床檢驗(yàn)中應(yīng)用，主要是用于創(chuàng)口模型和骨骼模型的提取，用途比較廣泛。如果死者的尸體處于無法長(zhǎng)期保存的狀況時(shí)，也可用3D打印復(fù)制出一個(gè)實(shí)體模型，還可按照工作需求，制作出人體某個(gè)部位或系統(tǒng)的模型，如單獨(dú)制作尸體的骨骼模型、傷處模型等。

四、3D打印技術(shù)帶給刑事技術(shù)工作的挑戰(zhàn)

在刑事技術(shù)工作中應(yīng)用3D打印技術(shù)，既是一種機(jī)遇，也是一種挑戰(zhàn)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們能夠從網(wǎng)絡(luò)中下載各種武器的3D打印CAD文件，使制造槍支及爆炸物的方式更加簡(jiǎn)單化，如德州大學(xué)的學(xué)生科迪·威爾森通過3D打印機(jī)直接打印出能射出子彈的突擊步槍“AK47”。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，意味著人們的人身安全及社會(huì)的穩(wěn)定將面臨極大的挑戰(zhàn)。如果作案人利用3D打印出紙幣，就會(huì)增加經(jīng)濟(jì)犯罪的案件，阻礙國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。另外，許多不法分子或惡作劇愛好者通過3D打印技術(shù)，組裝并打印出各種不存在生物、怪獸的圖片，將其置于網(wǎng)絡(luò)中，引起人們的恐慌，擾亂社會(huì)的秩序，給刑事偵查工作造成困難。

刑事技術(shù)的工作內(nèi)容之一為檢驗(yàn)鑒定，目前檢驗(yàn)鑒定的項(xiàng)目中，以指紋、掌紋、足跡、工具痕跡、槍彈痕跡、虹膜鑒定和人像識(shí)別，以及DNA檢驗(yàn)鑒定等技術(shù)為主，3D打印技術(shù)的應(yīng)用必將給以上的檢驗(yàn)鑒定技術(shù)帶去巨大的挑戰(zhàn)。3D打印已經(jīng)可以打印出指紋手套、掌紋手套、槍支、腳套、虹膜、人體活性組織和人皮面具等，從而能輕易地?fù)魯鹘y(tǒng)識(shí)別模式，增大個(gè)體認(rèn)定的難度。同時(shí)采用精細(xì)的3D掃描設(shè)備及適合的耗材，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種實(shí)物的無限復(fù)制。如工業(yè)產(chǎn)品、雕塑、文物等，從而不利于知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作的進(jìn)行，也增加藝術(shù)品的真假鑒定工作的難度。因此，隨著3D打印技術(shù)的不斷優(yōu)化，以及打印機(jī)的精度持續(xù)提升，檢驗(yàn)鑒定的難度也隨之增加。

面對(duì)3D打印技術(shù)給刑事技術(shù)工作帶來的挑戰(zhàn)，需采取的改善措施有：

其一，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于刑事技術(shù)工作中，刑事技術(shù)部門需把握一定的“度”，并對(duì)3D打印的產(chǎn)品與原物的不同點(diǎn)進(jìn)行研究，增加它們的區(qū)別度，并在現(xiàn)場(chǎng)勘查中進(jìn)行認(rèn)真辨別。需從打印材料的特點(diǎn)、打印工藝特征等角度出發(fā)，解決3D打印產(chǎn)品和原物難以區(qū)分、鑒定的難題。

其二，公安機(jī)關(guān)要及早實(shí)行3D打印設(shè)備和耗材購(gòu)銷實(shí)名制，加大管控網(wǎng)絡(luò)中3D打印CAD圖紙的力度，并查清具有3D打印設(shè)備的企業(yè)，以及具備3D打印專業(yè)知識(shí)及能力的人員實(shí)施清查備案，避免出現(xiàn)擾亂社會(huì)的隱患。

其三，技術(shù)人員還需全面掌握3D打印技術(shù)，并利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立物證數(shù)據(jù)庫(kù)，提高刑事案件的偵破效率。刑事技術(shù)部門需派遣精英人員，前往歐美國(guó)家學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)，提高取證的精度；針對(duì)我國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)及小城市的刑事技術(shù)工作中未采用3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀，上一級(jí)的刑事部門需派遣相關(guān)技術(shù)人員，去教授3D打印技術(shù)的操作過程，將3D打印技術(shù)普及到各地刑事部門，提高刑事取證的工作效率及準(zhǔn)確度；

其四，國(guó)家還需制定與3D打印技術(shù)相關(guān)的法律規(guī)范：通過法律手段加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用的監(jiān)督管理，并加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的立法工作，如完善專利法等。3D打印技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，會(huì)對(duì)權(quán)利人及公眾產(chǎn)生影響，在鼓勵(lì)刑事部門等法律機(jī)關(guān)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)該注意3D打印技術(shù)在其他行業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)損害他人利益的情況，如侵犯他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問題。因此，法律需對(duì)3D打印技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)給出明確界定，規(guī)范3D打印技術(shù)的管理，拓展3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。

五、結(jié)束語(yǔ)

目前，3D打印技術(shù)發(fā)展速度較快，但是，其在刑事技術(shù)工作中的應(yīng)用時(shí)間則較短，在許多落后的地區(qū)或小城市，還未普及3D打印技術(shù)，因此，擴(kuò)大3D打印技術(shù)的影響力顯得尤為重要。同時(shí)，隨著3D打印技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)很有可能被不法分子利用搞犯罪活動(dòng)，擾亂社會(huì)治安。這就要求刑事技術(shù)部門需立即開展對(duì)3D打印行業(yè)中各項(xiàng)技術(shù)的研究及學(xué)習(xí)，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(yàn)鑒定效率打下基礎(chǔ)。

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1673―2391(2014)10―0173―03

2014-07-31 責(zé)任編校：李烽