在“3D打印形状的光学条形码”中，研究人员创建了一个名为LayerCode的标记方案。 此嵌入过程在生产过程中使用条形码标记3D打印对象，允许它们传输有关部件和对象的数据，而不会影响打印的形式。

LayerCode标签与FDM 3D打印机和基于SLA的打印机兼容，无论是生成复杂形状还是“非平凡”形状。根据研究人员的说法，与过去相比，这一过程是一个进步，因为许多原因，这一过程可能失败了，但通常是由于安置问题。然而，在这项研究中，LayerCode在99％的时间内都是成功，在本研究中测试了4,835个形状。

具有挑战性的形状。LayerCode标签可以成功地嵌入和解码具有挑战性的形状，如那些有孔、薄特征、曲面和分支线程的形状。据我们所知，以前的光学标记机制无法处理这些具有挑战性的形状。

正如研究项目的作者指出的那样，许多零售商和制造商都认为条形码是必要的，但标准黑条的内在品质也有点像3D打印中的分层结构。然而，就将它们附着到3D打印件上，由于如此多的对象、定制的几何图形的不同，这在历史上一直是一个困难的过程。LayerCode完全是为了这些目的而开发的，将代码嵌入到弯曲或圆形部件中。

随着项目的开始，研究团队的目标是使用“强大的编码”将数据嵌入到打印层中，并使用特定的算法来编码有关对象或组件的信息。他们意识到需要“两种可区分的层类型”，创建一种新的编码机制，以及正在使用的3D打印机的软件和硬件更新。

对于使用多达两种材料的打印机，采用不同材料引入了层类型。在FDM单材料打印机中，它们改变了丝材沉积高度。对于SLA打印机，他们将近红外（NIR）染料混合到树脂中以制成第二层类型。

LayerCode标签通过双色打印（a）、可变层高度（d）和近红外隐写（g）部署在3D打印对象中。在第一种情况（a）中，LayerCode标签是可见的；在第二个（d）中，标签不太明显；在第三个（g）中它完全不可见，但仍然是机器可读的。就像读取条形码一样，我们捕获每个对象的图像，我们的解码算法处理图像以创建解码图（b，e，h），从中恢复线性条形码（c，f，i）。在这种情况下，相应的LayerCode位串显示在（a）中重复3次的24位代码，在（d）中重复一次的24位代码，以及在（g）中重复一次的12位代码。

“我们提出的LayerCode方法具有标记3D打印物体所需的许多属性。”研究人员表示。

这些属性包括：

1.复杂形状的稳健性

2.轻松使用传统相机

3.兼容3D打印机

4.结构和外观保存

5..对象标记

6.深度信息

当他们开始对所有三种类型的3D打印机进行打印和测试时，研究人员指出，根据对象的复杂程度，工作时间为40分钟到3小时。

“当使用两种颜色和可变层高度打印时，时间成本与没有LayerCode标签的打印相当。 对于使用NIR树脂的余烬打印，我们观察到由于额外的托盘交换而产生的轻微开销（约15％至20％减速），”研究人员表示， “LayerCode标签具有非凡的优势，即使在物体损坏时也能解码，这要归功于逐层打印过程，将标签分散在整个物体上。”

作者还意识到，LayerCode标签可用于3D打印的隐写术，每个项目上留下水印以防止伪造。

他们继续测试解码算法，使用来自真实感渲染器的合成图像。在评估过程中，他们意识到，从他们创建的数据集中对每个形状进行3D打印是不划算的。有一个物体需要一个小时才能打印出来，虚拟渲染将是更好的选择，但是他们说，他们“希望”在形状上测试他们的算法“为将来做准备”，因为他们希望很快在3D打印中获得更高的负担能力和速度。

然而，在虚拟环境中，他们能够从各种不同的角度对许多3D打印项目进行处理，为进一步开发LayerCode标签提供了宝贵的见解。测试显示，在4835中，只有44个不能被解码。

失败的情况。在4,835个形状中，44个形状无法解码。这是三个具有挑战性的失败形状。

成功解码形状。在我们的数据库中查看测试形状的多样性。所呈现的每个视图都通过基于图形的算法正确解码。这里展示的具有凹凸、外壳、薄、曲线和其他具有挑战性的属性的形状仍然需要进行编码和解码。

在他们的结论中，如果一个物体被完全遮挡或光线不足，解码将失败。解码能力还取决于摄像机视角。 虽然如我们的实验所示，LayerCode标签可以从各种摄像机角度正确读取，还有其他视角（例如几乎与打印方向一致的视角），解码很容易失败。因此，优化形状的保持方式、站立方式或使其不那么显眼，肯定会提高稳健性。

“同样，由于并非所有角度都易于解码，因此并行处理多个视图以实现更强大的解码也是未来工作的一个令人兴奋的途径。”

虽然3D打印创新仍然来自世界各的地制造商、黑客和修补工的家庭作坊，但随着它在重要行业中变得越来越根深蒂固，我们将看到许多有趣的变化。如嵌入条形码、其他有趣的标识符和零售代理，如奢侈品认证诱惑标签或其他库存跟踪。

制作的部件带有由双色打印、可变层高度和近红外树脂制成的LayerCode标签。 LayerCode标签在凹凸不平、外壳、曲线和其他复杂几何体上成功测试。

嵌入在该斑马形物体中的24位LayerCode标记重复两次，并显示形状和相关的网格信息。