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激光三維內(nèi)雕原理

2015-5-10

來源:未知

點擊數(shù): 4641 作者:未知

雕刻機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)在拍攝人體方面有絕對的優(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
，就可以制作出完美的人像內(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。