基于激光雕刻的工藝品制作

趙云飛，陳彥池

（哈爾濱理工大學 機械動力工程學院 工業設計系，黑龍江 哈爾濱 150080）

隨著科技的進步，越來越多的新技術走進了我們的視野，它們替代了傳統的工藝，提高了我們的生產效率，在人們大呼過癮的同時，順理成章地走入了人們的生活，滲透到人們生產生活的方方面面，不知不覺中顛覆了我們傳統的觀念以及生活方式。讓我們把從前不曾想象的事情轉變成為一種習慣，而慢慢融入我們日常的生活中。

1 激光雕刻工藝品與傳統工藝品的差異

首先，激光雕刻工藝品分為兩種，一種是激光外雕另一種是內雕。激光外雕的物品多應用在木材和金屬這種不透明的材質表面加工，用高強度高精度的激光束將金屬的表面汽化形成所需要的圖形，而激光內雕是在工藝品（水晶等透明或半透明材料）內部進行加工，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之前低于玻璃的破壞閾值，而在希望加工的區域則超過這一臨界值，激光在極短的時間內產生脈沖，其能量能夠在瞬間使水晶受熱破裂，從而產生極小的白點，在玻璃內部雕出預定的形狀，而玻璃或水晶的其余部分則保持原樣完好無損。用數控化的技術將圖像在計算機上用機器相應的制作軟件編輯計算出機器激光所要行走的路徑以及激光的強弱，并且可以計算一次多次加工。

傳統的雕刻工藝都是用鑿子和刻刀來對工藝品加工將原料的多余部分取出，從而獲得所需的圖形。激光雕刻使用地光束來代替刀具進行加工，屬于非接觸式加工。這種非接觸式加工避免了劃傷工藝品的可能，無機械應力，變形小；傳統的雕刻技術一般需要切割、雕刻、拋光多個步驟，而激光雕刻能同時達到多個效果，而且精度遠超傳統工藝，速度快。傳統的雕刻加工過程中用的各種道具都會產生噪音和飛屑，激光雕刻幾乎是無噪音的；傳統的雕刻手法對雕刻的材質有一定的要求，對于易碎的脆性材質和極軟極硬的材料無從下手。激光雕刻打破了這種材料的限制，用高性能的激光和數控技術，通過光學系統、控制系統和計算機軟件，在水晶、玻璃內實現三維動態精密激光雕刻；用傳統的工藝品制作手法制作周期緩慢，還無法同規格地批量生產。就拿玉石雕刻來舉例，一般的玉石雕刻都是先選料然后定尺寸然后根據想要達到的效果用各種磨頭鉆頭進行加工，過程緩慢不說，輕微的失誤就毀掉了一塊材料。而且沒有多年的經驗也很難雕刻出想要的東西。激光雕刻只需要在計算機上用建模軟件或者圖形處理軟件找到想要的效果，再用機器相對應的計算軟件點化處理最后進行雕刻，整個過程一氣呵成，不存在失誤的情況，如果有多個激光頭的話可以一次加工多個工藝品。

2 激光雕刻工藝品的發展方向

目前，國內的激光設備在應用技術和工藝上正在不斷地開發推廣，從20世紀20年代被愛因斯坦發現直到20世紀60年代才制造成功，一經出現，就以超常的速度發展。伴隨著激光的發展，一些新型的學科、產業、行業也應運而生。

國外的激光行業發展較早，中國的激光行業起步較晚。相比較1998年，當時的世界激光市場主要可以劃分為三大區域：美國（包括北美）約占55%，歐洲占22%，日本及太平洋地區占23%。中國幾乎沒有立足之地。但是21世紀以來，中國的激光行業一直在迅猛發展，尤其是2010年之后。

隨著激光雕刻設備在應用技術上的開發，平面雕刻打標、雕刻設備的制造呈現出良好的上升態勢。國內從事激光設備的開發制造的公司數量迅速增加，這就意味著在激光雕刻工藝品的發展前景里將會出現更多新型的設備。目前，國內市場幾乎所有的激光設備都停留在激光平面雕刻階段。三維雕刻系統還不完善，多數只能體現正對激光的一個面的形體。一些精細的三維雕刻仍然需要依靠電腦機雕，在沒有固定數據的情況下甚至依靠人工手雕。這兩種方式的局限性都限制了一些精細工藝的發展。

在國家對科研大力投資的前提下，精準的三維雕刻設備早晚會被研發出來。不僅是三維雕刻，彩色激光內雕也有望成為現實。利用透明工藝品的雕刻部分對光線具有不同的折射反射作用而未雕刻部分具有良好的通透性的光學特性，用計算機控制電路按照藝術作品的調色板原理，分別控制幾種特殊顏色的光線，在雕刻的部位進行混色處理，使本來白色的灼燒點呈現出不同的顏色，達到預期效果，將內雕工藝品由無色變成彩色。功能永遠是根據需求來發展，人們對于美學的追求使得激光內雕技術由無色或者單一的白色向繽紛的彩色工藝發展。

3 激光雕刻的市場前景

目前，激光應用市場逐步的成熟，雖然和發達國家相比較有一定的差距，但國內激光行業的發展迅速，國內市場具有非常大的潛力和發展能力。缺點在于我們的發展模式多為小規模，尤其是在激光工藝品雕刻的行業里。規模小、市值小、企業之間的無序競爭都是當下市場的不足。這和各個企業的技術能力、市場開發能力和資本的運轉調動能力都有一定的關聯。但是，企業的核心競爭能力的提高和市場的進一步成熟勢必會改變這種格局。

對于未來市場的發展，企業應當作出相應的轉變。一方面，政府應該鼓勵更多的中小型企業借鑒國外的模式，整合全球優勢來迅速發展規模市值，就像現在國內的大族激光一樣將激光應用在各種新興的行業。另外一方面，借助國際上的資源和技術的支持也是企業發展的一個路子。

對于激光雕刻的工藝品來說，市場前景還是很廣闊的。目前，各種工藝品的種類并不多，普通小企業對工藝品進行加工的過程并不復雜而且缺乏創新，單純利用現有的圖紙加工制造，恰恰忽略了最初的設計環節。當激光雕刻工藝品行業內的企業都只能制作固定樣式的產品時，各方就打起了價格戰，由此便抑制了市場的發展。工業設計便顯得尤為重要，工業設計在企業文化建設中起到決定性的作用。企業文化建設是很多企業所追求的目標，企業的文化是市場給予的，嚴格地說，是消費者所給予的—一種企業在消費者心目中所建立起來的形象。不管企業設定了何種企業文化目標，如果和在消費者心目中的形象是不一致的，那么它的文化也就意義不大，因為企業形象建立靠的是企業自身的產品，而不是空洞的口號或其他—因為可以支持企業生存的是有市場的產品。企業所有的一切活動必然要圍繞自身產品來展開，來強化既定的發展策略與形象。