;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;DED工艺用于复杂模具型芯打印;;;;;;;;;;;;根据材料的几何形状可分为丝材、粉末、液体、薄片等四种类型，根据材料的属性不同可以分为塑料材料、金属材料、陶瓷材料和光敏树脂材料等。;;;;;;;;;;;;;;任务一三维光学扫描仪的基础知识;获取真实物体的三维模型是计算机视觉、机器人学、计算机图形学等领域的一个重要研究课题，在计算机图形应用、计算机辅助设计和数字化模拟等方面都有广泛的应用。对于客观真实世界在计算机中的再现，也称为三维重建，一直是诸多领域的热门研究之一。长久以来，由于受到科学技术发展水平的限制，我们所能得到并能对其进行有效处理及分析的绝大多数数据是二维数据，处理及分析设备如照相机、录像机、图像采集卡、平面扫描仪等。然而，随着现代信息技术的飞速发展以及图形图像应用领域的扩大，如何能将现实世界的立体信息快速地转换为计算机可以处理的数据成为人们的目标。
;三维扫描仪就是针对三维信息领域的发展而研制开发的计算机信息输入的前端设备。人们只需对任意实际物体进行扫描，就能在计算机上得到实物的三维立体图像。它还原度好，精度高，为人们的创意设计、仿型加工提供了广阔的天地。即使是一个没有任何经验的用户，也能通过扫描实体模型，较容易地制作出专业品质的计算机三维图像与三维动画。
三维扫描仪，其实还包括三维数字化转换仪、激光扫描仪、白光扫描仪、工业CT系统、Rider等不同的名称。所有设备的共同目的是捕捉实物，然后用点云和面片再现出来。
;一）三维扫描系统的历史与发展
1.三维扫描简介
;图4-1三维扫描;三维扫描仪(3Dscanner)是一种进行三维扫描的科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造)与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。其收集的数据常被用于进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高、非接触、使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对样品、模型进行扫描，可以得到其立体的尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD系统中可以对数据进行调整和修补，再送到加工中心或快速成型设备上制造、可以极大地缩短产品制造周期。
;2.三维扫描仪的种类
三维扫描仪分为接触式三维扫描仪(三坐标测量仪)和非接触式三维扫描仪。其中，非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（拍照式三维扫描仪）和激光扫描仪。图4-2所示为三坐标测量仪，图4-3所示为三维激光扫描仪。
;3.三维扫描仪的发展历程
;1)点测量
点测量代表系统有三坐标测量仪、点激光测量仪和关节臂扫描仪。它通过每一次的测量点反映物体表面特征，优点是精度高，但扫描速度慢，如果要做逆向工程，只在测量高精密几何公差要求的物体上有优势。它适用于物体表面几何公差检测。
2)线测量
线测量代表系统有三维台式激光扫描仪、三维手持式激光扫描仪和关节臂+激光扫描头。通过一段（一般为几厘米，激光线过长会发散）有效的激光线照射物体表面，再通过传感器得到物体表面数据信息。它适合扫描中小件物体，扫描景深小（一般只有5cm),精度较高。此类系统发展比较成熟，其新产品最高精度已经达到0.01m。精度比肩点扫描，速度己有极大的提高，在高精度工业设计领域有广阔用途。
3)面扫描
面扫描代表系统有拍照式三维扫描仪和三维摄影测量系统等。通过一组光栅的位移，再同时经过传感器而采集到物体表面的数据信息，如图4-4所示。
;激光增材制造技术的研究现状及发展趋势*
增材制造（AdditiveManufacturing，AM）技术是基于分层制造原理，采用材料逐层累加的方法，直接将数字化模型制造为实体零件的一种新型制造技术。美国材料与试验协会（ASTM）F42国际委员会给出了增材制造的定义：增材制造是依据三维模型数据将材料连接制作成物体的过程，相对于减法制造，它通常是逐层累加的过程[1]。增材制造技术集成了数字化技术、制造技术、激光技术以及新材料技术等多个学科技术，可以直接将CAD数字模型快速而精密地制造成三维实体零件，实现真正的“自由制造”。与传统制造技术相比，增材制造技术具有柔性高、无模具、周期短、不受零件结构和材料限制等一系列优点，在航天航空、汽车、电子、医疗、军工等领域得到了广泛应用[2-5]。增材制造技术已成为制造业的研究热点，许多国家包括中国都对其展开了大量深入的研究，欧美更有专家认为这项技术代表着制造业发展的新趋势，被誉为有望???为“第三