CN1361021A - 数控激光雕刻方法 - Google Patents

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李劲松
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Abstract

本发明公开了一种数控激光雕刻方法,包括调整待雕刻材料的位置、调整激光的焦距、设定雕刻强度和速度、输出图片到数控激光雕刻机上、开始雕刻并启动排气装置和取出成品等步骤。本发明通过根据不同的待雕刻材料确定相应的雕刻强度和速度来达到最佳的雕刻效果,并且针对不同的待雕刻材料,通过雕两遍、烧焦、使激光束的焦点偏离雕刻面、变焦距雕刻技术、在雕刻面上贴不干胶纸等措施达到了不同的雕刻艺术效果。

Description

数控激光雕刻方法
本发明涉及激光雕刻工件的方法，特别涉及利用数控激光雕刻机在激光双色板、玻璃和玛瑙上雕刻文字和/或图形的激光雕刻方法。
随着雕刻艺术的发展，各种雕刻技术不断地涌现。目前，主要的雕刻技术有以下四种：手工雕刻、机械雕刻、化学雕刻和激光雕刻。手工雕刻效率太低。化学雕刻应用范围受到较多限制且容易造成环境污染。大多数机械雕刻装置仅限于雕刻平面，而且，机械刀具的强度极限限定了最小刀具直径因此限定了冲程宽度。激光雕刻装置作为万能雕刻刀很有效，其精细的冲程宽度特别适用于复杂雕刻以及适当成形的表面上的雕刻。由于激光雕刻是非接触式加工，所以不会有与机械雕刻类似的问题，如刀具磨损、断裂和局部咬刀卡死等。由于雕刻图形非常复杂而难于操作，因而人们又研制出了数控激光雕刻机。数控激光雕刻机降低了激光雕刻机的操作控制难度，但强度和速度的设定就成了一个非常重要的问题。强度和速度选取不当往往会导致雕刻效果比较差：或者清晰度不够，或者雕刻材料熔化导致图案失真。另外，传统激光雕刻方法很难雕刻出灰度和颜色渐变、具有层次感效果的图案。
本发明的目的是提供一种数控激光雕刻方法，这种激光雕刻方法能够大幅度地提高雕刻质量，雕刻出具有较强层次感和水墨效果的图案。
本发明所述的激光雕刻方法，包括以下几个主要步骤：
(1)调整待雕刻材料的位置；
(2)调整激光的焦距；
(3)设定雕刻强度和速度；
(4)输出图片到数控激光雕刻机上；
(5)开始雕刻并启动排气装置；
(6)取出成品。
调整待雕刻材料的位置，是指将待雕刻放在数控雕刻机工作台上的适当位置，等待雕刻。如果待雕刻材料质量比较轻易于移动，还需要采取一定的固定措施。待雕刻材料包括激光双色板、木料、皮革、玻璃和玛瑙。
调整激光的焦距，是指把激光束的焦点调整到雕刻面上或者与雕刻面有一定的距离。
设定雕刻强度和速度，是指根据不同的待雕刻材料选择相应的雕刻强度和速度。对于非金属面激光双色板，雕刻强度选择范围为2.0～2.5瓦，雕刻速度范围为0.6～0.8米/秒；金属面激光双色板的雕刻强度范围为3.0～4.0瓦，雕刻速度范围为1.0～1.2米/秒；木料的雕刻强度范围为9.0～10.0瓦，雕刻速度范围为0.5～0.7米/秒；皮革的雕刻强度范围为7.0～9.0瓦，雕刻速度范围为1.8～2.0米/秒；玻璃的雕刻强度范围为9.0～10.0瓦，雕刻速度范围为0.5～0.8米/秒；玛瑙的雕刻强度为10.0瓦，雕刻速度范围为0.8～1.0米/秒。
输出图片到数控激光雕刻机上，是指把经过计算机处理后的图片以打印的方式输出到数控激光雕刻机上。图片的分辨率应在300dpi以上。
雕刻过程中容易产生一些易燃或有腐蚀性的气体，所以在雕刻开始的同时应启动排气装置。
非金属面激光双色板表现力丰富，适合精雕细刻，前述选择的雕刻强度相对较低，雕刻效果比较浅。此时保持雕刻速度不变，将雕刻强度降至1.8～2.0瓦，补雕一遍。效果非常好，图案的层次感比较强。
雕刻金属面激光双色板时，强度选择相对较大，这样可以使金属面熔化后透出的底层有水墨的效果。
对于硬质木料，它的表面硬度较高，如果表面涂有漆层也会增加它的硬度。本发明人发现此时加大它的雕刻强度(该强度比业内常用的大)，雕刻后的材料表面被激光烧焦，风格独特，具有较强的水墨画效果。
对于软质木料，它的表面比较松散，按照常规的雕刻方法，表面受高温作用后，所雕刻图案的颜色过渡上会有一定的不平滑感。本发明人经过试验发现对于这种特定的材料，在激光的焦距调整时，人为地使焦距偏离被雕刻物体表面0.3～0.7mm，此时激光束与雕刻面的接触面扩大，雕出的图案再上色后，具有较强的渲染效果，同时颜色变化协调。
针对于皮革这种材料，为了体现古旧的效果。本发明人首创了变焦距雕刻的方法，以创造一种前后图案交融的效果。对于背景图案，在雕刻时使焦距偏离被雕刻材料表面0.3mm～0.7mm，由于没有使用激光的焦距雕刻，激光束在被雕刻材料表面的截面较大，具有虚化的图案效果。同时，在雕刻前景时使用准确的焦距，图案清晰。
玻璃和玛瑙的表面很硬，也很脆。往往在需要打掉雕刻面上的某一点时，结果却打掉了一大块。本发明人经研究发现，在玻璃和玛瑙的表面贴一层不干胶纸可以避免这种情况发生。雕刻完毕，将不干胶纸揭下来即可。
上述工艺过程中所涉及激光双色板、玻璃、玛瑙、计算机和数控激光雕刻机均为现有技术，在此不再详述。
本发明提供的数控激光雕刻方法，根据不同的待雕刻材料选择相应的雕刻强度和速度，达到了理想的雕刻效果。在雕刻非金属激光双色板时，采用了降低雕刻强度雕两遍的做法，实现了雕刻出的图案具有较强的层次感；雕刻硬质木料时，提高雕刻强度时被雕刻材料表面出现一定程度的烧焦现象，实现了水墨画的效果；雕刻软质木料时，将激光束的焦点人为地偏离雕刻面一定的距离，使雕刻出的图案更具渲染效果；雕刻皮革材料时，采用了变焦距雕刻技术，使雕出的图案能够体现出古旧的效果；雕刻玻璃和玛瑙时，在其表面贴了一层不干胶纸，加强了表面非雕刻区的保护，避免了打掉不希望打掉部分的现象发生。

Claims (5)

1.一种数控激光雕刻方法，包括调整待雕刻材料的位置、调整激光的焦距、设定雕刻强度和速度、开始雕刻并启动排气装置和取出成品等步骤，其特征在于，根据不同的待雕刻材料确定相应的雕刻强度和速度：
待雕刻材料为非金属面激光双色板时，雕刻强度范围为2.0～2.5瓦，雕刻速度范围为0.6～0.8米/秒；
待雕刻材料为金属面激光双色板时，雕刻强度范围为3.0～4.0瓦，雕刻速度范围为1.0～1.2米/秒；
待雕刻材料为木料时，雕刻强度范围为9.0～10.0瓦，雕刻速度范围为0.5～0.7米/秒；
待雕刻材料为皮革时，雕刻强度范围为7.0～9.0瓦，雕刻速度范围为1.8～2.0米/秒；
待雕刻材料为玻璃时，雕刻强度范围为9.0～10.0瓦，雕刻速度范围为0.5～0.8米/秒；
待雕刻材料为玛瑙时，雕刻强度为10.0瓦，雕刻速度范围为0.8～1.0米/秒。
2.根据权利要求1所述的数控激光雕刻方法，其特征在于，待雕刻材料为非金属面激光双色板时，该方法还包括在强度为1.8～2.0瓦和速度为0.6～0.8米/秒的条件下对待雕刻材料补雕一遍。
3.根据权利要求1所述的数控激光雕刻方法，其特征在于，待雕刻材料为软质木料时，将激光束的焦点偏离雕刻面0.3～0.7mm的距离。
4.根据权利要求1所述的数控激光雕刻方法，其特征在于，如果待雕刻材料为皮革，雕刻图案后景时，将激光束的焦点偏离雕刻面0.3～0.7mm的距离，雕刻图案前景时，将激光束的焦点调回到雕刻面；
5.根据权利要求1所述的数控激光雕刻方法，其特征在于，待雕刻材料为玻璃或玛瑙时，雕刻前在待雕刻材料表面贴一层不干胶纸并在雕刻完成后揭掉。
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