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激光三維內(nèi)雕原理

2015-5-10

來(lái)源:未知

點(diǎn)擊數(shù): 4879 作者:未知

雕刻機(jī)本是一門(mén)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(xì)察看，這些玻璃、水晶制品周?chē)粵](méi)有供“刻刀”進(jìn)出的開(kāi)口，就這一點(diǎn)而言，激光比孫悟空還要高明，孫猴子往人家肚子里鉆時(shí)也要有縫隙才行呢！激光雕刻原理其實(shí)也很簡(jiǎn)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(chēng)閾值，而激光在某處的能量密度與它在該點(diǎn)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(guò)適當(dāng)聚焦，可以使激光的能量密度在進(jìn)入玻璃及到達(dá)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(guò)這一臨界值，激光在極短的時(shí)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(diǎn)，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(xué)方法獲取3D圖像的，需要投射高亮激光來(lái)測(cè)量對(duì)象，通過(guò)激光束的遠(yuǎn)近，進(jìn)行物體的圖像和模型處理，整個(gè)過(guò)程非常繁雜。要拍攝多次，才能獲得對(duì)象的3D圖像，代價(jià)昂貴，并且速度很慢，特別是不適于捕捉活動(dòng)對(duì)象的圖像。整個(gè)過(guò)程有時(shí)長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘，拍攝期間物體是不能動(dòng)的。這意味著這種攝影技術(shù)只能運(yùn)用在風(fēng)景和不動(dòng)的物體上。后來(lái)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(duì)的優(yōu)勢(shì)——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(jī)連接，把特制光柵編碼投影到物體表面，并且由數(shù)字相機(jī)攝取此編碼圖像。通過(guò)特殊的解碼軟件，對(duì)編碼圖像進(jìn)行分析，找出圖像的X、Y、Z軸的3D信息，在這個(gè)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(gè)360度的3D完整頭像就這樣在電腦里制作出來(lái)了。電腦再將信息輸入內(nèi)雕機(jī)，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(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動(dòng)化加工設(shè)備，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開(kāi)辟了廣闊的前景。而激光內(nèi)雕機(jī)正是將激光技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)的高新一體化新型激光外設(shè)加工設(shè)備。激光雕刻機(jī)采用高性能的激光和數(shù)控技術(shù)，通過(guò)自主研制的光學(xué)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件，在水晶、玻璃內(nèi)實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)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(diǎn)，對(duì)圖像和文字處理軟件功能不全、使用計(jì)算機(jī)接口控制卡、激光爆炸點(diǎn)不均勻、自動(dòng)控制裝置不盡完善、設(shè)備性?xún)r(jià)比低等問(wèn)題。全面提高了系統(tǒng)的效率、精度、可維護(hù)性、通用性和安全性。

彩色內(nèi)雕有望實(shí)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(duì)光線具有較強(qiáng)的反射、折射作用，而空白部分對(duì)光線具有較好的通透性能的光學(xué)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(jī)所“光子技術(shù)”國(guó)際合作實(shí)驗(yàn)室有突出表現(xiàn)。有關(guān)專(zhuān)家在開(kāi)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(jì)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(chǎng)需求標(biāo)準(zhǔn)的提高，激光內(nèi)雕技術(shù)必然由無(wú)色向彩色工藝發(fā)展。

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