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水晶內(nèi)雕技術(shù)及原理詳解

2022年10月13日 09:10點擊:2487來源:青島遠航偉業(yè)機電有限公司>>進入該公司展臺

  水晶內(nèi)雕是以激光機將一定波長的激光打入水晶內(nèi)部,令水晶內(nèi)部的特定部位發(fā)生細微的爆裂形成氣泡,從而勾勒出預(yù)置形狀的一種水晶加工工藝,也泛指以這種工藝加工出來的水晶工藝品。


    激光內(nèi)雕原理 :
    這些玻璃、
水晶工藝品是用電腦控制的激光內(nèi)雕機制作成的。其實,通常見到的工藝品大多不是真正的水晶,而是人造水晶。“激光”則是對人造水晶(也稱“水晶玻璃”)進行“內(nèi)雕”用的工具。采用激光內(nèi)雕技術(shù),將平面或立體的圖案“雕刻”在水晶玻璃的內(nèi)部。


    雕刻本是一門古老的藝術(shù),一般雕刻工藝都是從外刻起,從材料外部雕出所希望的形狀,而激光卻可以像孫悟空一樣“深入腹地”去施展手腳。仔細察看,這些玻璃、水晶制品周圍全然沒有供“刻刀”進出的開口,就這一點而言,激光比孫悟空還要高明,孫猴子往人家肚子里鉆時也要有縫隙才行呢!激光雕刻原理其實也很簡單。

激光要能雕刻玻璃,它的能量密度必須大于使玻璃破壞的某一臨界值,或稱閾值,而激光在某處的能量密度與它在該點光斑的大小有關(guān),同一束激光,光斑越小的地方產(chǎn)生的能量密度越大。這樣,通過適當聚焦,可以使激光的能量密度在進入玻璃及到達加工區(qū)之前低于玻璃的破壞閾值,而在希望加工的區(qū)域則超過這一臨界值,激光在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生脈沖,其能量能夠在瞬間使水晶受熱破裂,從而產(chǎn)生極小的白點,在玻璃內(nèi)部雕出預(yù)定的形狀,而玻璃或水晶的其余部分則保持原樣完好損。

激光內(nèi)雕輔助成像技術(shù)

一般的3D成像技術(shù),是利用圖形學方法獲取3D圖像的,需要投射高亮激光來測量對象,通過激光束的遠近,進行物體的圖像和模型處理,整個過程非常繁雜。要拍攝多次,才能獲得對象的3D圖像,代價昂貴,并且速度很慢,特別是不適于捕捉活動對象的圖像。整個過程有時長達幾十分鐘,拍攝期間物體是不能動的。這意味著這種攝影技術(shù)只能運用在風景和不動的物體上。后來人們發(fā)明了3DFlash!攝影技術(shù),該技術(shù)在拍攝人體方面有的優(yōu)勢——在0.01秒內(nèi)就可以獲取高分辨率,獲得人臉精確的三維數(shù)據(jù)。

3DFlash!三維閃光燈可以和普通二維數(shù)字照相機連接,把特制光柵編碼投影到物體表面,并且由數(shù)字相機攝取此編碼圖像。通過特殊的解碼軟件,對編碼圖像進行分析,找出圖像的X、Y、Z軸的3D信息,在這個步驟下,處理出的人像是網(wǎng)格組成的3D網(wǎng)人像,下一步就是給人臉貼皮膚和上色。完成之后,一個360度的3D完整頭像就這樣在電腦里制作出來了。電腦再將信息輸入內(nèi)雕機,就可以制作出的人像內(nèi)雕工藝品了。

激光內(nèi)雕產(chǎn)品

激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備,為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。而激光內(nèi)雕機正是將激光技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合起來的高新一體化新型激光外設(shè)加工設(shè)備。激光雕刻機采用高性能的激光和數(shù)控技術(shù),通過自主研制的光學系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機軟件,在水晶、玻璃內(nèi)實現(xiàn)三維動態(tài)精密激光雕刻,解決了雕刻速度慢、系統(tǒng)工作不穩(wěn)定、丟激光點,對圖像和文字處理軟件功能不全、使用計算機接口控制卡、激光爆炸點不均勻、自動控制裝置不盡完善、設(shè)備性價比低等問題。全面提高了系統(tǒng)的效率、精度、可維護性、通用性和安全性。

彩色內(nèi)雕有望實現(xiàn)

水晶玻璃內(nèi)雕作品在色彩上變得更為豐富是必然的。利用水晶玻璃工藝品的內(nèi)雕部分對光線具有較強的反射、折射作用,而空白部分對光線具有較好的通透性能的光學原理,由微控制電路按照三基色調(diào)色板原理,分別控制幾種色彩的燈,在“內(nèi)雕”圖像上混色,變化出多種絢麗的色彩,從而使原本白色的內(nèi)雕圖像呈現(xiàn)出五彩繽紛、光彩奪目的效果。

在彩色內(nèi)雕的技術(shù)研究上,上海光機所“光子技術(shù)”國際合作實驗室有突出表現(xiàn)。有關(guān)專家在開拓激光誘導(dǎo)空間選擇性三維微結(jié)構(gòu)創(chuàng)新研究的基礎(chǔ)上,采用脈沖激光誘導(dǎo)方法,按照設(shè)計要求在玻璃中成功地內(nèi)雕出立體多色圖案。伴隨著行業(yè)的成熟和市場需求標準的提高,激光內(nèi)雕技術(shù)必然由無色向彩色工藝發(fā)展。


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