摘要:3D打印行业凭借着低成本、快速成型而快速发展,小型化的3D打印机得到了家庭和工作室的广泛使用。使用3D打印仿制印章已成为一个操作简单易学且方便快捷的印章印文仿制方法。本文内容基于熔融沉积式3D打印机的仿制印章的方法特点,以3D仿制印章的特性为切入点,结合已有的仿制印章鉴定技巧,通过实验观察记录用熔融沉积式3D打印技术仿制印章与原始印章的本质区别,从而为熔融沉积式3D打印技术仿制印章的检验鉴别提供操作层面的方法。
关键词:印章;3D打印技术;FDM;鉴别
1.不同仿制印章印文方法的主要特征
1.1扫描打印伪造法
光敏印章的面世可以说是改变了整个印章行业,舍弃了传统印章的成像原理。用特殊感光材料制成。具有成像清晰,无需印泥,即印即干的特点,让目前印章技术进入新时代,可谓划时代的产物。其印迹可与印刷品质媲美,是目前性能最优越的、性价比最高的印章产品,美观耐用,无须印台。
司法鉴定科学研究院的周光磊在2018年发表的《高仿真光敏印章的伪造方法与检验鉴定研究》中讨论了其仿制方法主要特点以及对其进行检验鉴定的研究。通过用扫描仪扫描其原章印文,并利用ps等修图软件,对图片里与印文无关的细节痕迹进行消除,用黑白打印机对印文图片进行打印,在硫酸纸或透明胶片上呈现,最后伪造印章。
因在扫描,修改,打印等环节导致的图层分辨率降低,输出墨粉不均匀,因此伪造印文笔画间存在较多露白。又因扫描打印的图文线条质量不如原章利用排版软件直接设计,其印文笔画边缘较为粗糙,不整齐,出现类似复印字迹特征。
1.2拓印设计伪造法
周光磊提出的另一种名为拓印设计伪造法,其主要特点为笔画整齐,精确且清晰,但是与前文的扫描打印伪造法相比较,其图文布局与原章印文相比较有不少差异,主要原因在于此类仿制法实际相当于重新制作了一枚印章——需要在印章编辑软件中对原印章印文进行套叠,因此其图文笔画较为清晰,但是由于需要人工手动调整印文布局,同时也存在软件可控性,原印章盖印条件以及操作人技能水平等影响因素,所以其仿制出的印文布局必然无法做到软件扫描一般精确,鉴定人员便可从印文布局仔细观察发现差异。
1.3激光雕刻仿制法
广东警官学院的王迪副教授在2010年发表的《浅谈激光雕刻印章印文的检验鉴别》中提到激光雕刻伪造印章方法与3D打印仿制印章方法有一定程度相似性,制章人获取到原章印文,通过对其印文笔画布局的精确测量,在专业编辑软件上仿制印章模型,再通过电脑连接激光雕刻机将其打印出来,又可通过扫描仪扫描其原章印文,在编辑软件上进行精细化修版,最终通过激光雕刻机输出。
其主要特征为印章底面空白处出现规则条形沟壑,这是由水平推进的激光形成。由于激光雕刻时,在字符处激光量为0,而激光束是保持水平推进,因此空白处到字符处的激光量是逐级减少,印章底部线条的纵面与平面由此会形成大于90°的夹角。
当激光雕刻对象为易熔材料时,激光射向印文线条的纵面会使材料熔融堆积,线条边缘会略高于线条水平面,而在进行着墨时,凸起部位沾墨,而相邻凹陷部位便无法沾墨,由此形成露白特征。
2．对熔融沉积式3D打印机仿制印章的实验研究
2.1 熔融沉积式3D打印机的技术原理
在使用熔融沉积式3D打印机之前需要使用特定3D建模软件进行三维实体模型的建立,并在设计完成后将需要打印的图像导入3D打印机的打印程序中即可开始打印。在3D打印过程中,熔融沉积式3D打印机将低熔点的丝状材料通过加热器的挤压头熔化成液体,熔化后的热塑材料再通过打印机喷头挤出,并迅速凝固。通过挤压头按打印机设定的路径移动同时挤出热塑材料并迅速冷却固化成模型薄层,反复沉积,由底至顶逐层堆积成一个实体模型。
2.2 实验中对印章仿制过程的探究
在仿制印章印文的过程中,我们先使用3D建模软件对印章进行建模,建模完成后将其保存为支持3D打印格式的印模文件(.stl格式)。印模文件可直接导入3D打印机进行印章的3D打印,打印完毕后将多余的支撑材料剔除,便得到了一枚仿制印章。
3．熔融沉积式3D打印伪造印章的方法和特点
3.1 熔融沉积式3D打印伪造印章的方法
(1)伪造者设法获取真实的印章印文,通过对现有的真实印章印文进行图文排列,规格大小,文字间距的研究,利用3D打印机的专用软件对印章进行设计和制作,制得该印章的仿制印文,并通过熔融沉积3D打印技术仿制印章。
(2)伪造者获取真实印章印文之后,直接使用扫描仪将印文转换为图片并导入电脑,再使用图像处理软件对扫描的印文进行加工,对印文图像中的缺笔断笔空白,边框缺损,国徽残缺等进行补齐。修改完毕之后将其保存为相应的熔融沉积式3D打印机认可的文件,并利用3D打印机打印出相应的仿制印章。
(3)伪造者直接获得了原印章的印模文件,则可直接利用该印模文件,制作3D打印文件,打印仿制印章。
3.2 熔融沉积式3D打印伪造印章的特点
(1)细节特征。印章的文字和图案由规则的条形组成。使用放大镜观察可明显观察到线条宽度深度一致,在同一个平面不会产生凹凸不平的质感。因为熔融沉积打印机每一平面都是由直径为喷头大小的热熔性材料线条凝固堆积而成,喷头直径确定后,每一条线条的的宽度便都为喷头口径。
(2)结构特征。若伪造者通过人工测量印文长宽比例,图文大小,并自行编辑印模文件,再使用3D打印机伪造而制成的印章。在印章结构特征上便会产生不少差异,利用photoshop等图像处理软件用重叠方法进行检验时可以明显发现二者的偏差。
(3)图文内容排列形式特征。3D仿制印章图案位于印面中央,印章的形状和种类决定文字的排列形式。印章上的同一字体字号的大小,宽窄相等,圆形,椭圆形印章的边框内缘与弧型排字外缘的距离基本相等。
4.3D打印仿制印章材料
PLA(Polylactic acid 聚乳酸)是极易获取的3D打印耗材。是一种可生物降解的热塑性塑料,来源于可再生资源——各种食用类的粮食。PLA的材料因其热塑性,在仿制印章时制出模型会与电脑数据有所偏差,因此其印文线条会与原印文线条有不少细节差异。也因其环保性,制成模型并无有害气味,印文也无残留有害气体。根据3D打印不同耗材的特性,且由其制成的印章,形成印文时产生的其他特性,在涉及造假犯罪的案件时,可以作为突破口,为办案人员提供新的侦查思路。
5.对熔融沉积式3D打印机仿制印章的鉴别
(1)若伪造雕刻印章着仅凭借个人测量出的结果来设计并编辑印模
文件,这类仿制印章在图文结构的布局、比例等宏观特征上与原印章存在不少的差异点。如果原印章是由手工雕刻而成的,由于不同制作者的制作习惯不同和原印章防伪需求等原因,会导致两者之间的差异更加明显。手工雕刻印章的制作人员为了让其制作的印章具有防伪功能,往往会对印面的部分字体进行编辑,使字体产生细微的变化——形变、位移或使处于弧形排列中的文字弧度发生变化。而使用电脑排版打印而成的印章同一字号文字大小完全相等,且定长定宽,这与手工雕刻的印章字形字号有所区别。
(2)若伪造者通过使用扫描仪扫描印文图像并对得到的图像进行修复,然后再用熔融沉积式3D打印机进行印章的仿制。这种情况下原印章印文中的特征经过扫描后会弱化,并且笔画中部分的细节特征也会消失。
(3)总体上看,对于所有使用熔融沉积技术打印出的印章都可以在印文的文字笔画等细节特征上观察到宽度一致的多条线条。如下图图1所示,将印文的文字放大,可明显观察到印文字体笔画是由多条线条整齐排列组成。对于所有使用熔融沉积技术打印出的印章都可以在印文的文字笔画等细节特征上观察到宽度一致的多条线条,线条的粗细程度则由3D打印机的喷头口径大小决定。因此可以通过观察字体内部是否存在线条判断是否为使用熔融沉积技术制作成的印章,通过观察线条的粗细程度确定3D打印机的喷口大小,大致判断打印机类型。
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图1:仿制印文的局部细节,可观察到字体内部粗细均一的线条
6、结论与展望
伴随着科技的发展,新的信息技术、控制技术、材料技术正在被广泛的应用到制造领域,将来,3D打印技术的精密化,智能化,与便捷化会成为打印技术的主要发展方向,FDM打印技术也将被推向更高的层面。在3D打印技术的门类下,不仅有目前常用的熔融沉积成型技术(FDM),3D打印还有金属激光熔融沉积成型技术(LDMD)以及激光选区融化成型技术(SLM)等等。熔融沉积成型技术由于其技术成熟,原材料成本低,更加适合个人或办公使用的特点成为了目前应用最为广泛的3D打印技术之一,也因而成为了我们实验的首选目标。在将来的实验中还有很多不同打印原理的3D打印技术可以进行研究。
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