[发明专利]基于CT扫描及3D打印制作含裂隙柱状岩体模型的方法

权利要求书

1.一种基于CT扫描及3D打印制作含裂隙柱状岩体模型的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)利用CT机对柱状岩体试样进行扫描，得到试样的扫描图像；

2)将步骤1)中得到的图像以DICOM的格式导出，作为扫描数据；

3)将步骤2)中得到的数据输入MIMICS软件中，对图像进行分割处理，再生成岩体的三维数字模型，利用程序进行三维蒙板编辑生成一个三维裂隙蒙版并在模型中剔除该蒙版，得到岩体不同尺寸和倾角的裂隙，进行3D计算得到含裂隙柱状岩体的三维模型，并以STL的格式导出；

所述的对图像进行分割处理是区分出柱状试样内部的高密度区和低密度区，还原出天然柱状岩体的内部结构；

所述岩体模型的裂隙制作时，采用三维蒙板编辑处理，进行设定裂隙蒙板的形状、长宽和倾角后，再在模型中将裂隙蒙板剔除，按不同的实验要求预制出不同尺寸和倾角的裂隙；

4)选择含裂隙岩体模型制作需要的粉末状原材料，包括砂粉末材料、裂隙粉末材料和胶结材料；

5)将步骤3)中得到的STL文件导入到3D打印机中，利用3D打印机和三维印刷(3DP)工艺进行含裂隙柱状岩体模型的制作；

所述低密度区的处理方法是：在3D打印含裂隙柱状岩体试样时，在低密度区域部分进行铺粉但不进行粘接，然后将这些粉末封固在柱状岩体模型内部，以此来模拟天然柱状岩体内部密度较低的区域；

步骤5)中的3D打印机和3DP工艺进行含裂隙柱状岩体模型的制作具体方法包括：铺粉辊将送粉缸中的砂粉末材料或裂隙粉末材料均匀地铺在工作活塞上，打印机的喷头将胶结材料按照计算机预定的截面形状喷洒在粉末上进行粘接，然后成型缸下降一个层厚，铺粉辊开始再一次铺粉，再进行粘结，重复上述过程直至整个含裂隙柱状岩体模型制作完成。

6)含裂隙柱状岩体模型制作完成后，进行后期处理，即得到含裂隙的柱状岩体三维模型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中含裂隙柱状岩体模型选择的砂粉末材料，裂隙采用裂隙粉末材料，用不同配比的胶结材料进行粘接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)中，所述的后期处理的方法是，含裂隙柱状岩体模型打印完成，待粉末充分粘合后，将裂隙粉末材料取出，并刷去表面多余粉末，晾置使胶结材料充分凝结挥发，得到最终的含裂隙柱状岩体试样。