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【期刊名称】 《刑事技术》
利用高分子材料复制枪弹物证三维形貌及痕迹特征
【英文标题】 Ballistic Evidence Reproduced of Its Own 3D Shape and Marks Patterns by Polymer Materials
【作者】 李轶昳周志飞张刚崔斌王晓琳马新和
【作者单位】 公安部物证鉴定中心{硕士},痕迹科学与技术公安部重点实验室{副研究员}公安部物证鉴定中心,痕迹科学与技术公安部重点实验室公安部物证鉴定中心,痕迹科学与技术公安部重点实验室公安部物证鉴定中心,痕迹科学
【分类】 司法鉴定学
【中文关键词】 射击弹头;射击弹壳;痕迹提取;枪弹物证模塑成型;高分子材料
【英文关键词】 fired bullet; fi red cartridge case; marks extraction; plastic-molding of ballistic evidence; polymer materials
【文章编码】 1008-3650(2019)06-0497-05
【文献标识码】 A DOI: 10.16467/j.1008-3650.2019.06.005
【期刊年份】 2019年【期号】 6
【页码】 497
【摘要】

目的建立一种简便易行、精确可靠的枪弹物证的复制方法,以提高枪弹痕迹检验效率。方法选择流动性好、固化成型后收缩率小、物理性能稳定、抗撕强度高的高分子材料,结合快速制模以及注塑成型技术,建立一种射击弹头、弹壳三维形貌以及痕迹特征的复制方法——枪弹物证模塑成型技术。将制成的枪弹物证模型与原物在外形、痕迹特征方面进行比较分析。结果使用本方法制备的枪弹模型除复制原物的三维形貌外,还复制其细小的痕迹特征,与原物在痕迹检验中可以达到同等的效果。结论利用这种枪弹物证模型与原物外形及痕迹特征的同一性,能够实现同一枪弹痕迹物证的多人同时检验,从而解决枪弹痕迹检验效率低、案件串并时效性差的难题。

【英文摘要】

Objective A simple, feasible, accurate and reliable method was here studied to reproduce the ballistic evidence of its own 3D morphology and characteristic marks patterns so as to improve their comparison efficiency into excelling the traditional handling by microscope. Methods Based on the requirements of good fluidity, low shrinkage of solidified mold, stable physical properties and high tear-resistance, the high polymer materials were selected as the molding stuff. In combination of both the rapid tooling technology and injection-molding one, a new approach, the so-called plastic-molding of ballistic evidence, was established to duplicate the 3D shape and trace features of the involved bullet and cartridge case (those ballistic evidence). Results The duplicated model produced by this manipulation revived the ballistic evidence of not only its three-dimensional shape but also the fi ne mark features, having shown the same efficiency and effect as those of the original evidence for examination. Conclusions The duplicated model is almost identical to the original ballistic evidence with both of their shapes and mark features, therefore capable of meeting multi-person and simultaneous examination onto same ballistic evidence, thus improving the efficiency of mark comparison and having series of cases linked easier.

【全文】法宝引证码CLI.A.1283711    
  
  

当前,恶性持枪犯罪案件仍时有发生,该类案件的枪弹痕迹检验难度不断增加,而传统的检验模式及专家会检方式,使得刑事技术部门的痕迹检验及案件串并工作很难达到案件快速侦办的时效性要求。为了提高枪弹痕迹检验效率,亟待寻找一种简便易行、精确可靠的方法,对枪弹物证及其射击痕迹进行复制、提取,从而在保护检材的同时,实现同一物证的多人、多地同时检验,以加快痕迹检验进度,进而有效地节省办案资源,实现社会效益与经济效益双赢。

对于痕迹提取方法的研究多集中于对足迹、指纹、工具痕迹的提取,而对枪弹物证射击痕迹的提取方法研究较少,这主要是由于其痕迹较细小、表浅且主要位于圆柱侧面的特点使得提取难度增大。目前枪弹痕迹提取方式主要有两种,一是直接涂抹提取方式,如戴锡谦等{1}采用“液体固化法”将醋酸纤维素-醋酸乙酯-丙酮溶液直接滴于痕迹表面制成薄膜提取弹头弹壳痕迹。但此方式只适用于局部痕迹提取,无法全面反映枪弹物证柱面的痕迹。二是柱面痕迹展平方式,如王文等{2}采用将弹头在改性EVA塑胶熔融膜上滚动一周,以拓印弹头痕迹阳模胶膜片的方式进行痕迹的提取。此方式虽然能将分布于曲面的痕迹转为便于观察的平面痕迹,但对于操作的要求很高,一旦操作失误极易使平面痕迹无法客观反映痕迹的线条间距、粗细等,从而影响比对检验结果。上述两种方式均有其局限性,鲜少应用于检验鉴定的实际工作。

本文研究了一种简便易行、精确提取枪弹物证痕迹特征的技术——枪弹物证模塑成型技术,在介绍其基本工艺、材料选择的基础上,重点介绍了枪弹模型的外观和痕迹反映效果,及其与枪弹原物痕迹特征的比较结果等内容。

1提取方法与材料

为了一次性准确提取枪弹物证的全部痕迹特征,特别是圆柱部侧面的痕迹,我们研究了利用快速制模以及注塑成型技术,选取适当的模具、模型材料制备枪弹物证实物模型的技术,即枪弹物证模塑成型技术,其主要包括模具制备和模型制备阶段,所制备的模型在客观反映弹头、弹壳三维形貌的同时,还能够真实反映物证表面的射击痕迹。

1.1模具制备及材料

模具制备阶段主要借鉴了快速模具制造(rapid tooling, RT)技术,该技术是以快速成型技术所制成的原型作母模来翻制模具的技术。其母模是由计算机设计和计算机辅助制造的产品模型或样品,本文中母模即为枪弹物证。这一技术的特点是制模周期短、工艺简单、易于推广、制模成本低、精度和寿命能满足某种特定的功能需要,综合经济效益良好{3}。

常用于快速制模技术的材料很多,如制备硬质模具的钢材和制备软质模具的硅橡胶等{3}。在刑事技术领域,大量研究及实践表明,具备可常温固化、流动性适中、收缩率低、固化后具有一定强度及弹性等特点的硅橡胶高分子材料,能够复制形态复杂的立体痕迹,适用于物证表面痕迹的提取{4-6}。对于枪弹物证模具的制备而言,其材料需具备材质细腻、易于浇注、与金属的浸润性好、固化后模具有一定的强度和弹性等特点。本文选用双组分室温固化(room temperature vulcanized, RTV)硅橡胶作为制模材料。研究表明,双组分室温固化硅橡胶具有下述特点{3}:1)良好的制模操作性,固化成型后的软模具有较好的拉伸强度;2)良好的复现性,制模用硅橡胶在固化前具有良好的流动性,配合真空脱泡,可以准确保持模型的细致结构及图案;3)良好的离模性,对于模型在出模方向上的反斜度结构,可依靠材料的弹性变形直接取出模型;4)良好的模型尺寸稳定性。

1.2模型制备及材料

模型制备阶段主要借鉴了注塑成型(injection molding)又称注射模塑成型的技术。该技术是在一定温度下,用注塑机将完全熔融的塑料原料注入模腔,经冷却固化得到成型制品的方法,主要包括合模、填充、保压、冷却、开模、脱模6个阶段。其优点是生产速度快、效率高,制品花色品种多,形状可简可繁,尺寸可大可小{7-8}。本文的模型制备过程适当简化了注塑成型工艺及设备,工艺主要包括填充、保压及脱模阶段,设备是以注射器及点胶针头替代了注塑机,另外其保压过程不是由注塑机完成,而是由空气压缩罐完成。

经研究证实,树脂材料亦能应用于物证立体痕迹的提取。树脂材料主要具备下述特点:1)流动性好,易于浸润客体上痕迹的各个部位;2)冷却成型时体积变化率较小,能真实反映客体痕迹的细微特征,并且对粗糙等复杂客体上的立体痕迹也能轻易地脱模成型;3)成型的树脂有较好的抗撕裂性和弹性(抗张性),即使有外力作用也不会引起所提取模型痕迹特征的改变{9}。本文选用模型树脂(pattern resin)作为制备枪弹物证模型的材料,模型树脂是一种新型常温聚合树脂,不仅具有传统的常温聚合树脂的优点,还具有使用简单方便、聚合收缩小、精度高等特点。

2实验材料与工艺

2.1实验材料

2.1.1模具、模型材料夫妻本是同林鸟

模具材料:OOMOO?30型双组分硅橡胶;模型材料:Smooth CastTM 325型树脂;染色剂Smooth-On So Strong型树脂染色剂。均由美国Smooth-on公司生产。

2.1.2辅助材料及设备

辅助材料主要有:支撑固定枪弹物证的小木楔和软木塞;固定支撑物及枪弹物证的底盘;模具制备过程中限定硅橡胶浇注范围的围挡。

制备设备主要有:连接有空压机的压力罐;安装有点胶针头的注射器;称量材料的天平。

2.1.3测量及痕迹观察设备

研究枪弹模型复制效果的设备有:测量外观尺寸的设备游标卡尺;痕迹观察及比对的设备:Balscan枪弹痕迹三维扫描系统(捷克LIM公司)。

2.2制备工艺

2.2.1前期准备阶段

本方法室温下即可操作,其工艺流程(图1)主要分为前期准备、硅橡胶模具制备以及树脂模型制备三个阶段。前期准备阶段的操作主要包括以下步骤:

1)清洁物证:用甲醇或丙酮擦除物证表面的灰尘、射击残留物等污垢;

2)弹头加装支撑物:将弹头头部向上、尾部用强力胶垂直固定于小木楔上;

3)弹壳加装支撑物:将适当锥度的软木塞从弹壳壳口塞入壳体;

4)安装浇注底盘及围挡:用强力胶将固定有底座的弹头、弹壳均匀粘贴于底盘上,并在底盘周围围上围挡。

2.2.2硅橡胶模具的制备

硅橡胶模具制备阶段的操作主要包括以下步骤:

1)称量硅橡胶:按照1∶1.3的比例分别称量相应质量的A、B组分硅橡胶;

2)混合硅橡胶:分别将称量后的A、B组分硅橡胶倒入同一容器中充分搅拌混合;

3)浇注硅橡胶:将混合均匀的硅橡胶缓慢倾倒于底座围挡中,注入硅橡胶的高度应高于最高物证3~5 mm ;

4)硅橡胶脱泡及固化:硅橡胶固化过程中可采用两种方式进行脱泡处理以确保模具表面质量:一是真空脱泡,即将浇注后的模框放入连接有空压机的压力罐内进行抽真空处理,真空压力约-0.05 MPa,抽真空时间一般不超过10 min ;二是加压脱泡,即将浇注后的模框放入连接有空压机的压力罐内进行加压处理,加压时罐内气压不宜过大,应小于0.2 MPa,加压时间约5 min。经脱泡处理后,将硅橡胶模框从压力罐中取出,在室温下静置8 h以上,直至硅橡胶完全固化;

5)脱模:去除围挡,注意不要破坏模具,双手握持硅橡胶块的边缘,用力抵压枪弹物证的相应位置,物证脱离模具后,将其取出;

6)清洁模具内腔:用吹风机或洗耳球对模具内腔吹风,以吹出未交联的硅橡胶颗粒,防止下一步注射模型材料时相应位置出现凹坑等缺陷,造成模型与检材不同,给同一认定带来困扰。

2.2.3树脂模型的制备

树脂模型制备阶段的操作主要包括以下步骤:

1)称量树脂:按照1.15︰1的比例分别称量相应质量的A、B组分树脂;

2)树脂染色:将B组分树脂倒入容器中,并滴入一滴深色染色剂,顺时针充分搅拌;

3)混合树脂:将A组分树脂与染色后的B组分树脂充分混合;

4)注射混合树脂:用注射器抽取混合树脂并加装点胶针头后,迅速将树脂液体挤入模具内腔底部;

5)保压成型及固化:迅速将注射完的模具放入连接有空压机的压力罐中,保压约0.2 Mpa,保压时间大约10 min。将模具从压力罐中取出,在室温下静置1~2 h,直至树脂完全固化。

6)脱模:用钳子将弹头、弹壳模型从硅橡胶模具内取出,切除多余部分,注意不要接触到射击痕迹。

(图略)

图1 枪弹物证模塑成型的工艺流程图

Fig.1 The plastic-molding process of ballistic evidence

3实验结果与分析

都拉黑名单了,还接个P


  ······

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【注释】                                                                                                     
【参考文献】

{1}戴锡谦,殷福昶,孟历.“液体固化法复制”射击弹壳弹头微小线条状痕迹[J].刑事技术,1992(5):17-19.(DAI Xiqian, YIN Fuchang, MENG Li. Reproduction of slight shooting traces of cartridge cases by liquid curing method[J].Forensic Science and Technology, 1992(5):17-19.)

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{8}胡海青.热固性塑料注塑成型综论[J].塑料科技,2001(3):41-46, 50.(HU Haiqing. Summary of injection-molding of thermosetting plastics [J]. Plastics Science and Technology, 2001(3):41-46, 50.)

{9}张毅,王文,王渝霞,等.用改性热塑性树脂制模提取立体痕迹的研究[J].刑事技术,2003(5):19-21(ZHANG Yi, WANG Wen, WANG Yuxia, et al. Study on extraction of stereo traces by modified thermoplastic resin molding [J]. Forensic Science and Technology, 2003(5):19-21.)

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