CN114794686B - 一种数字化首饰及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化首饰及其制造方法。所述制造方法包括以下步骤：S1：对首饰的二维码识别区的金属基进行预处理；S2：对预处理后的金属基雕刻凹凸结构二维码识别区，获得隔墙；S3：在所述凹凸结构二维码识别区的内凹部嵌入有色物质，获得具有色差的镶嵌二维码识别区；S4：打磨和/或抛光，获得所述数字化首饰。本发明的首饰指戒指/手镯/耳环/吊坠等金属或含金属部的首饰，首饰设置镶嵌珐琅等物质的平整二维码，能够被大众设备，如大部分型号的手机直接识别。二维码图案所存储数据的信息不丢失，永久有效，且用户能通过手机等设备直接识别该二维码并进行数字化信息编辑。

Description

一种数字化首饰及其制造方法

技术领域

本发明涉及珠宝首饰技术领域，具体涉及一种数字化首饰的制造方法及通过该方法制造的产品。

背景技术

首饰包括戒指，手镯，项链，吊坠，工艺品，手表及其部件或配件的产品。为了防止产品的伪造，需要在产品上设置编码用以鉴伪和溯源，以确保产品的真实性。随着数字化时代到来，存在着让首饰关联更多数字信息的需求，但受限于技术，用户无法独立读取和编辑信息，商业化效果差。

目前能够实现附着信息的饰品，其具有以下几个方面的问题：

(1)用户无法通过手机直接识别首饰上二维码。首饰上只能设置极小尺寸的二维码。在金属基上直接打印小尺寸二维码，因反光严重，二维码难以被直接识别；在饰品上以激光雕刻方式雕刻具有凹凸结构的小尺寸二维码，目前只能被工业相机等特种工业设备识别，大众无法使用手机等普通设备扫描识别。

(2)首饰产品存储信息量少，缺乏有效数字化的接口。将品牌信息或产品参数直接刻在首饰上或以条形码形式印刷在首饰的标签上是首饰行业的惯常做法，但该方式存在存储信息量少，易丢失等缺陷；虽然出现将二维码应用在首饰上的实践，但受限于首饰上设置的二维码不能被用户手机直接识别的情况，实际上与首饰关联的信息非常少。大众无法方便且独立地扫描首饰表面的二维码，而只能通过商家或厂家的设备进行扫码，才能完成商品溯源或者上传数字化信息，如与首饰相关的回忆的照片/视频/音频/文字等。这实际上极大限制了首饰的数字化功能的应用。

(3)长期使用首饰会导致二维码失效。首饰使用面临长期磨损和污染问题。金属基上直接打印的二维码不能对抗磨损，长时间使用该金属易导致二维码失效；首饰上设置以激光雕刻方式雕刻具有凹凸结构的二维码存在因为灰尘/油脂等杂质长期堆积在内凹部，难以清理并造成二维码色差改变而失效问题。

(4)填充有色涂料会造成使用者身体不可逆损害。首饰在使用者长期佩戴过程中，其中的色块面临水性溶解和油性溶解问题，而大部分适合在首饰上设置的涂料都含有重金属，其溶解后会对人体造成不可逆损害，因此在凹凸结构内部喷涂有色涂料实际不可行。

(5)标记过大影响首饰美观。设置的二维码尺寸越大则越容易被外部设备识别，而首饰上设置的二维码需要非常小才不会影响首饰美观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种数字化首饰制造方法，通过在产品上设置大众终端设备(如手机)可以直接读取的二维码，该二维码作为首饰链接海量数字化信息的入口，解决用户之前不能独立扫码完成首饰溯源及数字化信息编辑的问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种数字化首饰制造方法，根据首饰的几何形状在其上表面的合适位置划定二维码识别区，包括如下步骤：

S1：金属基预处理；对所述二维码识别区域的金属基进行表面预处理至符合后续加工要求；

S2：在经预处理的金属基雕刻凹凸结构二维码，获得隔墙，所述隔墙为镶嵌有色物质区域与金属基其他区域间隔开的壁面；

S3：在所述凹凸结构二维码识别区的内凹部嵌入有色物质，获得具有色差的镶嵌二维码识别区；所述二维码内凹部具有一定深度，该深度优选为0.1-0.3mm；所述有色物质可以是珐琅、热硬化聚合物、金属、金属合金、陶瓷或瓷金，优选为珐琅。

S4：将已镶嵌二维码识别区的首饰冷却至室温，然后对所述镶嵌二维码识别区表面作打磨和/或抛光处理至所述镶嵌二维码完整裸露并与首饰的金属基面平齐，从而获得所述数字化首饰。

所述二维码识别区为边长2.5至4.5mm的矩形区域，设置在首饰主体表面中的圆形、矩形或其他能承载二维码并不影响识读的各类几何形状区域内。如图6所示，所述二维码识别区是边长为2.5至4.5mm的矩形区域该区域不包括0.2mm的外缘区域，所述0.2mm外缘区域为加工余量区域。

所述预处理步骤S1具体为：对所述二维码识别区的金属基进行预处理至表面粗糙度Ra<6并清洁表面；清洁方式可以采取超声波清洗和空气刷刷净等；

所述雕刻步骤S2具体为：设定激光功率40W～60W，标刻速度900mm/s～1100mm/s，Q频率20KHz～23KHz，标刻次数为1～4次的激光标刻参数后进行雕刻，使所述凹凸结构二维码识别区的内凹部具有一定深度，然后清洗所述凹凸结构二维码识别区的金属基并干燥；

所述二维码识别区的内凹部深度优选为0.1-0.3mm，所述深度取决于所述标刻参数；所述激光标刻参数为根据不同组份珐琅及金属基组合下进行多次实验并检查手机等终端设备的识别成功率确定，在所述珐琅与铜锌合金、不锈钢、贵金属(黄金、K金、银、铂族类金属)的组合下，经过大量试验得到的优化的激光标刻参数。

所述步骤S3用于镶嵌二维码识别区的有色物质可以是珐琅，镶嵌二维码识别区的色差值△E>＝12.55：

所述色差值△E＝(△L²+△a²+△b²)^1/2，其中△L+表示偏白，△L-表示偏黑，△a+表示偏红，△a-表示偏绿，△b+表示偏黄，△b-表示偏蓝，△E表示总色差的大小；所述色差值与珐琅颜色，所述二维码区域大小，所述凹凸二维码的深度相关。

所述珐琅的组份为：SiO₂、PbO、Na₂O、K₂O、Li₂O、B₂O₃、BaO、P₂O₅、TiO₂；并添加硼砂、黄芪粉、羧甲基纤维素、NaNO₂、K₂CO₃、KCl、KNO₂、ZnCl。所述珐琅的颜色可以通过调整珐琅各组份含量调整，也可加入色素调整。

所述用珐琅镶嵌二维码识别区的步骤为：

研磨珐琅材料至900-1000目，去离子水冲洗3至5遍；

填充所述珐琅至所述凹凸结构二维码的内凹部；可将珐琅材料调至胶状，采取胶滴法填充所述珐琅至金属基上的所述凹凸二维码识别区的内凹部，使其完整覆盖所述二维码区域；进一步地，所述二维码填充方法还可采取喷涂法：将金属基面冲高压静电至110000V，将加工好的珐琅粉末放在压力供料箱内，通过连接的喷嘴枪以雾状喷向金属基上二维码处。

将已镶嵌珐琅的二维码识别区及其金属基放在设定温度780至820摄氏度的恒温烤炉中烘烤2至4分钟后取出，冷却至所述珐琅结晶。

优选地，所述冷却步骤为将烘烤后的已镶嵌珐琅的二维码识别区及其金属基放置在已预热至400-600摄氏度的硅酸铝纤维筒罩或其他具有类似功能的设备中，使它随炉自然冷却至室温，这样可防止或减少珐琅爆裂，使珐琅完成结晶；

本发明还公开使用上述首饰制造方法所获得的一种数字化首饰，包括首饰主体，设置在首饰金属基面的二维码识别区，其特征在于，所述二维码识别区是具有凹凸结构二维码，该凹凸结构二维码的内凹部嵌入有色物质，镶嵌二维码识别区与首饰的金属基面平齐。所述首饰包括含有金属基的项链、戒指、吊坠、手链、工艺品、佛像、钟表以及它们的零件。

所述镶嵌二维码识别区的色差值△E>＝12.55，以使所述二维码识别区能够被首饰用户的手机或其它终端设备识别。

所述首饰的二维码识别区的金属基为：铜锌合金、不锈钢、黄金、K金、银、铂族类贵金属，所述镶嵌二维码内凹部嵌入的材料为珐琅或热硬化聚合物、金属、金属合金、陶瓷或瓷金。

所述二维码识别区既记载或链接首饰的防伪溯源信息，又作为用户手机或终端设备的数字化入口，供用户直接扫码以获取用户的个性化数字信息。所述个性化数字信息包括但不限于与首饰相关的回忆照片/视频/音频/文字。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益技术效果：

1.解决用户无法通过手机直接识别首饰上二维码的问题。首饰上只能设置极小尺寸的二维码，需要借助特殊设备识别。这种在雕刻形成的内凹部镶嵌珐琅的工艺，可以显著提高二维码的色差，提高小尺寸二维码的识别率，配合优化的激光标刻参数和特定的金属基底，解决小尺寸二维码无法被大众设备，如大部分型号的手机，直接识别的问题。

2.解决首饰产品存储信息量少的问题。虽然二维码已被应用于首饰领域，但受限于首饰上设置的二维码不能被手机直接识别的情况，实际上与首饰关联的信息非常少。本发明主要突出于对首饰产品提供数字化入口，该入口表现为能链接到海量数据的二维码，该二维码可被大众设备，如大部分型号的手机，直接识别，用户可以随时随地查看首饰的防伪溯源信息，以及上传/编辑与该首饰产品有关的文字/图片/音频/视频等个性化数字信息。解决首饰功能性单一，无法与数字化时代进行有效结合的问题，赋予首饰更多意义。

3.解决长期使用首饰导致二维码失效问题。这种在二维码内凹处填平珐琅的方法，使得首饰表面平整光滑，且形成具有一定厚度的永久标识，同时防止灰尘/油脂等异物进入内凹处，防止二维码失效以及首饰污损问题。解决凹凸结构二维码在使用过程中失效和普通标记在产品表面二维码因磨损失效问题。

4.解决设置二维码的首饰安全环保问题。首饰在使用者长期佩戴过程中，其中的色块面临水性溶解和油性溶解问题，而大部分适合在首饰上设置的涂料都含有重金属，其溶解后会对人体造成不可逆损害。珐琅虽然含有重金属，但是经过处理的玻璃态珐琅中的重金属等有害物质几乎不溶解。相比于在凹凸结构二维码识别区填充有色涂料，此种镶嵌珐琅的方案安全环保。

5.解决标记过大影响首饰美观的问题。这种激光雕刻二维码的方法可以极大减小二维码所占空间，不会对首饰造成损坏，适合商业化生产。

附图说明

图1是本发明中第一种首饰的结构示意图；

图2是本发明中第二种首饰的结构示意图；

图3是本发明中第三种首饰的结构示意图；

图4是本发明中第四种首饰的结构示意图；

图5是本发明中第五种首饰的结构示意图；

图6是本发明附图1至附图5中首饰的二维码识别区的结构示意图；其中二维码识别区的边长不包括图中标注的“0.2mm”部分；

图7是本发明中第六种首饰的结构示意图；

图8是本发明图7中首饰的二维码识别区的局部放大图。

附图标记：

1-首饰金属基；

2-二维码区域；

3-二维码图案；

31-二维码内凹部镶嵌珐琅等物质；

32-二维码凸起部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：所述数字化戒指的制造步骤如下：

取黄金戒指作为金属基，先根据黄金戒指的几何形状选择作为二维码识别区的合适位置，所述位置可以是附图2-附图5任一位置或其他适合位置。在戒指二维码识别区内表面用激光雕刻3mm*3mm的凹凸结构二维码；

在经激光雕刻具有凹凸结构二维码的内凹部镶嵌珐琅；

最后对已镶嵌珐琅的二维码识别区表面进行打磨，抛光，获得与首饰金属基面平齐的镶嵌珐琅二维码识别区。

获得上述3mm*3mm的镶嵌珐琅二维码识别区的具体步骤为：

S1：金属基预处理。将黄金戒指内表面打磨至表面粗糙度Ra<6；在丙酮中进行3-5分钟的超声波清洗，以去除金属基面油污和杂质，清洗并烘干待用；

S2：在经预处理的金属基面激光标刻二维码。调焦完成后，设置二维码识别区的尺寸为3mm*3mm，导入Plt格式矢量图至Strongsofe软件，设置大小为3mm*3mm，填充路径采取循环式循环间隔0.005mm，平均填充，不包括外轮廓，采取激光标刻参数：激光功率50W，标刻速度1000mm/s，Q频率20KHz，标刻次数为1次，获得具有凹凸结构的二维码识别区；对二维码识别区的金属基后置处理：将完成激光标刻的二维码识别区金属基在去离子水中进行3分钟的超声波清洗，空气刷刷净，烘干待用。

所述二维码识别区边长2.5-4.5mm的确定过程：首饰上可供雕刻二维码的空间非常狭小，典型的如戒指，其戒臂在2mm-7mm左右较为常见。二维码尺寸越大，越容易被识别，过大则会影响首饰美观，需要在金属基面制造可被手机直接识别的小尺寸二维码识别区。试验表明：以激光打印的方式在金属基面直接打印面积为1.5mm*1.5mm至6.5mm*6.5mm的二维码识别区，均无法被手机直接识别，原因可能是首饰金属基面反射光过于强烈导致色差较小；以激光雕刻方式在金属基面雕刻具有凹凸结构的面积为1.5mm*1.5mm至6.5mm*6.5mm的二维码识别区，同样也无法被手机识别；在具有凹凸结构的1.5mm*1.5mm至6.5mm*6.5mm二维码识别区喷涂黑色颜料，手机仍无法直接识别，但采取特定工业设备可以识别部分较大尺寸的二维码；继续调整激光标刻方法和参数，发现采取优化参数的标刻二维码识别区，在喷涂黑色颜料后，手机可以直接识别部分大尺寸的二维码，且特定工业设备能够识别尺寸更小的二维码；采用珐琅等填充物镶嵌进标刻二维码识别区的内凹部，手机和特定工业设备能识别的二维码尺寸进一步减小；继续优化激光标刻参数，调整金属基底，珐琅组份和工艺步骤，在大量实验中得到能够被市面普通现售手机直接识别的复合二维码的面积范围为：2.5mm*2.5mm至4.5mm*4.5mm。

下面以黄金为金属基底的部分实验来说明：

注：上表第一行数据为二维码识别区的边长(单位：mm)；字母A和B用来表示被手机识别的结果，其中A表示可以识别；B表示无法识别；字母a～h表示采用不同工艺组合所形成的二维码识别区，其中：a表示激光直接打印在黄金表面的二维码识别区；b表示在黄金表面进行激光雕刻，得到内凹部深度为0.25mm的二维码识别区；c表示b中所得二维码内凹部喷涂黑色颜料得到的二维码识别区；d表示在b中所得二维码内凹部镶嵌珐琅得到的成品表面二维码识别区；e/f/g/h分别表示a/b/c/d其他条件不变，只改用优化激光标刻参数下得到的二维码识别区。上述采用c和g工艺组合所形成的二维码识别区，在长期放置或佩戴后，因内凹部被杂质逐渐填充，用手机进行识别的成功率下降；上述实验以市面上采购的5种不同型号的手机完成：小米Redmi K40/华为p30/苹果iphone10/三星Galaxy S21/oppoA72。

基于以上实验及多组同系列实验，确定所述二维码识别区的优选边长尺寸为2.5-4.5mm。

S3：在激光雕刻凹凸结构二维码识别区的内凹部镶嵌珐琅，获得具有色差的镶嵌二维码识别区。研磨珐琅材料至1000目，去离子水冲洗3遍；将珐琅材料调至胶状，采取胶滴法填充所述胶状珐琅至所述凹凸结构二维码识别区的内凹部，完整覆盖全部二维码识别区域；恒温烤炉设定温度800摄氏度，将所述二维码识别区域金属基放在烤炉中烘烤3分钟后取出，放置在已预热至400摄氏度的筒罩中，使它们共同自然冷却至室温，使所述镶嵌在二维码识别区内凹部的珐琅结晶，防止或减少珐琅爆裂；

珐琅由以下组分制备而成：SiO₂、PbO、Na₂O、K₂O、Li₂O、B₂O₃、BaO、P₂O₅、TiO₂；并添加硼砂、黄芪粉、羧甲基纤维素、NaNO₂、K₂CO3、KCl、KNO₂、ZnCl。

珐琅填充方法还可采取喷涂法：即将戒指表面充高压静电至110000V，将加工好的珐琅粉末放在压力供料箱内，通过连接的喷嘴枪以雾状喷向首饰金属基上的二维码识别区。

S4：对所述镶嵌二维码识别区表面作打磨处理至所述镶嵌二维码完整裸露并与首饰的金属基面平齐，最后抛光获得成品。所述二维码色差值△E>＝12.55。

使用多款市面在售手机，对所述数字化戒指成品与步骤3中未嵌入珐琅时的二维码金属基进行对比实验，结果如下。

二维码边长(mm)

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

未嵌入珐琅

B

B

B

B

B

B

B

嵌入珐琅

B

A

A

A

A

A

A

注：上表字母A和B分别用来表示被手机识别的结果，其中A表示可以识别；B表示无法识别；

进一步，本发明还做了不同方式设置的二维码的色差值及其技术效果对比：在相同黄金基底上以不同方式设置二维码识别区，在25摄氏度室温下，用WSC.S测色色差计(上海精密科学仪器有限公司)测量所述二维码识别区的色差。其中镶嵌珐琅的二维码所镶嵌的珐琅为一种颜色较浅的珐琅。每组做6次取平均值得到的△E如下表所示：

注：上表第一行为雕刻凹凸二维码的深度(单位：mm)；上表第一列为雕刻二维码识别区的边长(单位：mm)；上表带“a”的代表此行分组的二维码镶嵌珐琅，不带“a”的行则代表此行分组的二维码不镶嵌珐琅；上表带“(A)”的表示能被手机直接识别，不带“(A)”则表示不能。

图1-图5都是按照实施例1所述方法获得的可被大众设备直接识别的数字化戒指，其主体为黄金戒指，戒指内表面通过激光雕刻具有凹凸结构的二维码；二维码内凹部镶嵌珐琅；该二维码色差值△E>＝12.55。具有该色差值的二维码可以被大众设备，如大部分型号的手机直接识别。

参照图1-图5，可以在戒指表面的不同位置设置所述二维码识别区，所述位置包括戒指镶口片正反面/戒臂外表面/戒臂内表面等；

参照图6，戒指上设置的所述二维码识别区的边长为3mm，在设置所述二维码识别区部位预留0.2mm的宽度作为加工余量；

参照图7，所述戒指上设置的所述凹凸二维码识别区在镶嵌珐琅之前，凹部具有一定深度，优选的凹部深度范围为0.1-0.3mm，如可设置为0.2mm；

参照图8，所述戒指上凹凸二维码识别区的凹部深度为0.2mm，二维码识别区的凹部被所述珐琅镶嵌填平，最终获得与戒指金属表面平齐的镶嵌珐琅二维码识别区。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过此实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种数字化首饰的制造方法，根据首饰的几何形状在其表面的合适位置划定二维码识别区，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对所述二维码识别区的金属基进行预处理；

S2：对预处理后的金属基雕刻凹凸结构二维码识别区，获得隔墙，所述隔墙为镶嵌珐琅区域与金属基其他区域间隔开的壁面；

S3：在所述凹凸结构二维码识别区的内凹部嵌入珐琅，获得具有色差的镶嵌二维码识别区；

S4：将已镶嵌二维码识别区的首饰冷却至室温，然后再打磨和/或抛光至所述镶嵌二维码完整裸露并与首饰的金属基面平齐。

2.根据权利要求1中所述的数字化首饰制造方法，其特征在于，所述二维码识别区为边长2.5至4.5mm的矩形区域，设置在首饰的圆形/矩形或其他几何形状区域内。

3.根据权利要求1中数字化首饰制造方法，其特征在于，所述二维码识别区的预处理和雕刻步骤为：

预处理步骤S1：对所述二维码识别区的金属基进行预处理至表面粗糙度Ra<6并清洁表面；

雕刻步骤S2：设定激光功率40W～60W，标刻速度900mm/s～1100mm/s，Q频率20KHz～23KHz，标刻次数为1～4次的激光标刻参数后进行雕刻，使所述凹凸结构二维码识别区的内凹部深度为0.15-0.3mm，清洗所述凹凸结构二维码识别区的金属基并干燥。

4.根据权利要求1中数字化首饰制造方法，其特征在于，所述凹凸结构二维码识别区的内凹部深度为0.15-0.3mm，镶嵌二维码识别区的色差值△E>＝12.55。

5.根据权利要求4中数字化首饰制造方法，其特征在于，所述珐琅的组份为：SiO2、PbO、Na2O、K2O、Li2O、B2O3、BaO、P2O5、TiO2；并添加硼砂、黄芪粉、羧甲基纤维素、NaNO2、K2CO3、KCl、KNO2、ZnCl。

6.根据权利要求4中数字化首饰制造方法，其特征在于，所述用珐琅镶嵌二维码识别区的步骤为：

研磨珐琅材料至900-1000目，去离子水冲洗3至5遍；

填充所述珐琅至所述凹凸结构二维码的内凹部；

恒温烤炉设定温度780至820摄氏度，将已镶嵌珐琅的二维码识别区及其金属基在烤炉中烘烤2至4分钟后取出，冷却至所述珐琅结晶。

7.根据权利要求6中数字化首饰制造方法，其特征在于所述冷却步骤为将烘烤后的已镶嵌珐琅的二维码识别区及其金属基放置在已预热至400-600摄氏度的硅酸铝纤维筒罩中，自然冷却至室温。

8.一种数字化首饰，包括首饰主体，设置在首饰金属基面的二维码识别区，其特征在于，所述二维码识别区是具有凹凸结构的二维码，该凹凸结构二维码的内凹部嵌入珐琅，镶嵌二维码识别区与首饰的金属基面平齐。

9.根据权利要求8所述的数字化首饰，其特征在于：所述凹凸结构二维码识别区的内凹部深度为0.15-0.3mm，所述镶嵌二维码识别区的色差值△E>＝12.55。

10.根据权利要求8所述的数字化首饰，其特征在于所述首饰的二维码识别区的金属基为：铜锌合金、不锈钢、黄金、K金、银、铂族类贵金属。

11.根据权利要求8至10任一项所述的数字化首饰，其特征在于所述二维码识别区既记载或链接首饰的防伪溯源信息，又作为用户手机或终端设备的数字化入口，供用户直接扫码以获取用户的个性化数字信息。

12.根据权利要求8至10任一项所述的数字化首饰，其特征在于：所述数字化首饰的二维码识别区由权利要求1至7中任一项权利要求所述的制造方法获得。