銀質(zhì)首飾CAD設(shè)計(jì)與建模中的工藝數(shù)據(jù)應(yīng)用

徐禹

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，廣州 510300）

銀質(zhì)首飾CAD設(shè)計(jì)與建模中的工藝數(shù)據(jù)應(yīng)用

徐禹

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，廣州 510300）

文章主要闡述影響銀材質(zhì)首飾批量化生產(chǎn)質(zhì)量的CAD設(shè)計(jì)中，建模時(shí)需要注意的關(guān)于縮水、石位、掏底、夾層等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對(duì)于準(zhǔn)確建立符合后期生產(chǎn)工藝要求的模型至關(guān)重要。憑借這些數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)師可以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊陨a(chǎn)角度去評(píng)定紙面設(shè)計(jì)的可行性，從JewelCAD建模時(shí)的制版源頭控制住了后期的批量生產(chǎn)質(zhì)量。

JewelCAD；首飾設(shè)計(jì)；建模

前言

首飾設(shè)計(jì)是在方寸間踏著華麗的設(shè)計(jì)舞步綻放出的奢華藝術(shù)，一件件精美閃爍的首飾從設(shè)計(jì)到制作，從紙面到實(shí)物，一步步嬌艷綻放，這個(gè)過程離不開大膽的創(chuàng)意設(shè)計(jì)和精心的推敲制作。從設(shè)計(jì)到起版，不同首飾有著不同的結(jié)構(gòu)與工藝等方面需要設(shè)計(jì)師與起版師的相互溝通，才能使得設(shè)計(jì)成為首版，符合生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)流程要求，得以不斷的復(fù)制生產(chǎn)成為產(chǎn)品，最終面向市場(chǎng)，奉獻(xiàn)給每一位欣賞它的消費(fèi)者。

創(chuàng)意是設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，起版是生產(chǎn)的源頭，一名優(yōu)秀的首飾設(shè)計(jì)師不僅要滿足設(shè)計(jì)的新穎美觀，更要使得設(shè)計(jì)符合生產(chǎn)要求，這就要求設(shè)計(jì)師要將設(shè)計(jì)與建模起版知識(shí)融會(huì)貫通，運(yùn)用之妙存乎一心，方可在螺螄殼中做道場(chǎng)，方寸之間展拳腳。

目前珠寶首飾企業(yè)，主流的起版方式多為雕蠟起版與CAD①建模起版兩類，雕蠟起版多應(yīng)用于圓雕、浮雕類需要純手工藝術(shù)雕塑造型的產(chǎn)品中，CAD建模起版則占據(jù)了整個(gè)起版范圍的大半江山，其以精確、精細(xì)、對(duì)稱的嚴(yán)謹(jǐn)特性，尤其勝任鑲嵌類首飾的設(shè)計(jì)起版。本文以JewelCAD建模起版為主，重點(diǎn)討論了首飾設(shè)計(jì)到建模過程中需要嚴(yán)格遵循的數(shù)據(jù)法則。在電腦CAD軟件中運(yùn)算并建模的首飾模型是一個(gè)虛擬的三維物體，不進(jìn)行噴蠟打印成蠟?zāi)?shí)體是無法真正手持進(jìn)行直觀檢視的，所以設(shè)計(jì)師必須在軟件設(shè)計(jì)并建模過程中，嚴(yán)格遵守規(guī)范的工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求，才能確保后期批量生產(chǎn)在源頭首版上不出差錯(cuò)。以下采用目前市場(chǎng)接受度最高的925銀材質(zhì)鑲嵌類首飾產(chǎn)品，其批量化生產(chǎn)中設(shè)計(jì)與CAD建模的數(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行論述。

CAD建模后，交由快速成型設(shè)備將造型打印成樹脂或藍(lán)蠟?zāi)Ｐ洼敵觥＿@個(gè)模型便是首飾首版。這與雕蠟形成的蠟版首版所需遵循的數(shù)據(jù)要求是完全一致的，整體而言，起版所需要注意的數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)方面：

一、縮水放量數(shù)據(jù)

蠟?zāi)Ｔ诮饘贊茶T的時(shí)候，金屬冷凝會(huì)產(chǎn)生向內(nèi)縮小的現(xiàn)象。這個(gè)縮小的數(shù)值與蠟?zāi)Ｔ蟮谋戎捣Q為鑄造縮水率。而澆鑄出來的金屬件要繼續(xù)進(jìn)行執(zhí)模、拋光等工序處理，其中有一個(gè)金屬的損耗量，這個(gè)量可稱之為放量。首飾設(shè)計(jì)繪圖作業(yè)時(shí)，可以無須考慮該問題，徑直依據(jù)1:1進(jìn)行繪圖即可，但建模時(shí)則應(yīng)該加以考慮，需要適當(dāng)?shù)膶⑾灠娼Ｉ陨宰龃?，以抵消澆鑄縮水以及執(zhí)版、執(zhí)模等加工部分造成的首飾體積變小的問題。

批量生產(chǎn)中，CAD建模完成的數(shù)據(jù)會(huì)由3D打印機(jī)噴打成樹脂或藍(lán)蠟?zāi)Ｐ停俳?jīng)過由第一次澆鑄成銀版。該銀版壓制膠膜后，采用注蠟機(jī)唧蠟得到復(fù)制出的蠟?zāi)?，而此?fù)制蠟?zāi)Ｔ俅螡茶T成成品粗坯的過程，這個(gè)反復(fù)的過程中，產(chǎn)品造型在不斷的經(jīng)歷縮小、縮小、縮小的步驟。其中，無論是蠟材還是金屬坯體，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都有一定量的不可避免的物理性質(zhì)收縮——壓制膠膜過程中，膠膜的收縮；兩次澆鑄金屬冷凝的收縮；唧蠟過程中蠟液的冷凝收縮。這幾次累積的物理收縮都會(huì)使得生產(chǎn)出的首飾比起原始版有一定程度的縮小，這些批量生產(chǎn)澆鑄得到的金屬坯件會(huì)出現(xiàn)比建模數(shù)據(jù)小的問題。為了解決這個(gè)問題，就批量生產(chǎn)的常規(guī)款式大小而定，一般放縮水率為 5～6%。就是說建模時(shí)就要刻意的把比例放大約5～6%左右。具體操作中，若該款式有主石，比例建模出主石模型，之后圍繞該主石展開建模即可。若無主石則整體按照比例放大。其中，所有副石均無須放縮水，一般留待后續(xù)執(zhí)版時(shí)再在金屬上進(jìn)行石位矯正。

但是這一縮水?dāng)?shù)據(jù)首飾體量大小以及在鑄造、壓膠模等后續(xù)一系列操作過程中，使用的石膏品質(zhì)以及鑄造溫度的不同、橡膠材料的不同，甚至天氣溫度對(duì)唧蠟?zāi)５挠绊懚紩?huì)使得這個(gè)數(shù)據(jù)有所偏差。所以，一般首飾生產(chǎn)企業(yè)都有針對(duì)自家生產(chǎn)工藝而定的縮水率。故而5～6%的縮水比率不能一概而言。

二、執(zhí)版位數(shù)據(jù)

建模打印輸出后，藍(lán)蠟或樹脂模型澆鑄得到金屬版，需要進(jìn)行執(zhí)版。這個(gè)余量應(yīng)該在建模起始和部件進(jìn)行中注意增加物件大小數(shù)據(jù)，在建模第一步就為后期的生產(chǎn)定下準(zhǔn)確的基調(diào)。

建模前首先計(jì)算出縮水率放大數(shù)據(jù)后，再加上放量數(shù)據(jù)。一般能執(zhí)到版的位置最少要預(yù)留0.3mm的執(zhí)版位以供后期執(zhí)版所需。建模時(shí)注意多角度旋轉(zhuǎn)物件進(jìn)行觀察，執(zhí)不到的位置一般留0.05mm。

假若直接按照現(xiàn)有版或是產(chǎn)品逆向建模的也是如此，即便縮水留的大一些也沒關(guān)系，可以在執(zhí)版時(shí)加以控制。

三、掏底與夾層數(shù)據(jù)

（一）掏底

將蠟?zāi)?nèi)部等看不見的空間中的蠟去除，以此減輕首飾金重控制成本的技法稱之為掏底。建模時(shí)，多是通過另外建一個(gè)減缺物件與待減物件共同放置并減缺完成的，減缺件建模時(shí)候應(yīng)注意控制下列數(shù)據(jù)：

1. 掏底的邊緣位置一般留1.2mm～1.8mm厚以獲得較好的手指觸感。

2. 減缺后，所留厚度依照生產(chǎn)材質(zhì)的不同而有所差異：一般銀貨約1mm～1.2mm，K金及鉑金貨約0.7mm～0.8mm；若掏底上方為釘鑲位，則留底厚1.1mm；上方為光金與窩鑲則留底厚0.7mm；包鑲與逼鑲留底厚1.6mm。（以上數(shù)據(jù)均不含執(zhí)版放量）

要注意保持建模造型的厚度。蠟材澆鑄極限為 0.3mm，小于這個(gè)數(shù)值的蠟?zāi)：茈y澆鑄成型，所以蠟?zāi)：穸冉^對(duì)不能小于這個(gè)數(shù)值。蠟?zāi)]有特殊要求的話要將厚度盡量保持在 0.6mm 以上。蠟?zāi)Ｖ幸恍┨厥獾亩潭〉脑煨褪强梢孕∮?.6mm的，如尖銳的夾角、釘鑲的釘?shù)取?/p>

一般常規(guī)首飾蠟?zāi)５暮穸燃s為1.0 mm左右。此外,若首飾蠟?zāi)：裉幣c薄處厚薄懸殊過大時(shí),由于澆鑄時(shí)金屬收縮程度不一致，容易使得鑄造后的首飾表面產(chǎn)生砂孔，甚至裂縫的情況。因此在雕刻首飾模時(shí)要注意掌握厚度，整個(gè)蠟?zāi)：穸缺M量平均一致，厚薄造型應(yīng)該逐步過渡變化。

3. 戒指無論是否是夾層戒指還是平面戒指，戒指底部一般情況下女戒做1.2MM，男戒做1.5MM 。

（二）夾層

掏底減缺完成后，首飾側(cè)面便可進(jìn)行開夾層處理，或是在平面首飾造型側(cè)面增加夾層，可以起到輕量化、立體化、美化側(cè)面造型的作用。

夾層線條一般控制在0.7～0.8mm（不含執(zhí)版放量），夾層中的支撐間隔若無裝飾輔助支撐則控制在3～8mm間，夾層中含有輔助支撐的支撐間隔則可以依據(jù)首飾造型比例與輔助支撐密度放寬處理。

四、石位數(shù)據(jù)

（一）爪鑲與包鑲嵌石位

主石需要盡量拉高，款式以凸顯主石為佳。爪鑲中，主石爪造型應(yīng)該底扁上圓，這樣的爪可以剛好貼在鑲口邊緣，爪一定不能吃進(jìn)到鑲口，這樣造型的爪鑲口既能鑲素面也能鑲刻面石頭，極大的提高了同一鑲口的適用性。

CAD建模時(shí)，石頭與爪鑲、包鑲嵌石位相對(duì)應(yīng)的關(guān)系見表1、表2。

表1 寶石與爪鑲鑲口口對(duì)應(yīng)關(guān)系表

表2 石頭直徑與包鑲邊寬度參考表

（二）蠟微鑲石位

蠟微鑲石位中，石洞一定要穿透整個(gè)石位底部（微虎爪可以不用打穿），穿透出的洞一般比石頭小0.1mm，既可以保證后期鑲嵌時(shí)石頭不會(huì)掉下去，又能夠在鑄造時(shí)得到最大的石膏支撐不易掉石，且得到最大進(jìn)光量。

采取蠟微鑲法的1.3mm以下小顆粒石頭則是：0.9～1.0mm的石頭，微鑲釘粗0.35mm，釘高0.35mm；1.1～1.2mm的石頭，微鑲釘粗0.37mm，釘高0.37mm。此類小石距0.2mm～0.3mm，釘吃石0.11mm～0.12mm 。同時(shí)此類鑲法建模時(shí)要注意，微鑲邊要比釘高最少0.2mm，邊厚最少0.3mm（此數(shù)據(jù)均不含執(zhí)版放量）。

建模時(shí)，石位中凡是鑲不到石頭的位置，可以放入一粒石頭模型，后期減缺石位時(shí)，留下該石，后期打印時(shí)將該石頭直接打印出來，形成假石；另外，槽位中拍石位時(shí)，若是出現(xiàn)“半邊石”的情況亦可如此處理，直接留下半邊石模型一起打?。惶幱谵D(zhuǎn)角位的石位應(yīng)該增加到3顆釘以防蠟鑲嵌掉石；石位布滿后出現(xiàn)的尖角收口位置，應(yīng)該視留空位大小放置一顆或是多顆假釘；結(jié)尾處的石位上釘一定要比相應(yīng)數(shù)據(jù)的釘略調(diào)粗一點(diǎn)，高一點(diǎn)，以防止后期鑲嵌時(shí)尾部推釘力量較大而出現(xiàn)掉石情況。

石位建模完成后，待整體圖檢查準(zhǔn)確無誤后，全部石位上標(biāo)記出石頭直徑數(shù)據(jù)，另存出光影圖以方便車石位的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤并備鑲嵌、配石與鑲嵌參照。之后將全體石位要減位開洞并刪除需要?jiǎng)h除的石頭數(shù)據(jù)。

五、瓜子扣

瓜子扣是首飾上部供穿鏈佩戴的一個(gè)功能部件，其與首飾頂部的扣圈配合使用。瓜子扣的造型多變，大小各異，其最小造型數(shù)據(jù)如下：

瓜子扣穿鏈位最少高度為2.5mm，寬1.5mm；扣圈內(nèi)直徑最少要1.5mm，圈直徑最少0.8mm以上。

結(jié) 語(yǔ)

首飾設(shè)計(jì)時(shí)，思緒天馬行空，創(chuàng)意天花亂墜，設(shè)計(jì)師拿出最好的靈感和設(shè)計(jì)圖紙，而如何將設(shè)計(jì)執(zhí)行下去，符合批量化生產(chǎn)的工藝要求，則必須在CAD建模時(shí)嚴(yán)格遵循各項(xiàng)建模要求數(shù)據(jù)，確保模型準(zhǔn)確，以便于后期生產(chǎn)的迅速無誤?！?/p>

注釋：

① 目前企業(yè)生產(chǎn)使用最廣泛的CAD建模軟件當(dāng)屬JewelCAD，故本文所述CAD軟件均特指JewelCAD軟件。該軟件由香港電腦珠寶科技有限公司開發(fā)。

[1] 徐禹.JewelCAD首飾設(shè)計(jì)[M].北京：北京工藝美術(shù)出版社，2010.

[2] 徐禹.首飾制作技法[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2014.

[3] 王昶，袁軍平.貴金屬首飾制作工藝[M].北京：化工工業(yè)出版社，2009.

[4] 金克斯·麥克格蘭斯.英國(guó)珠寶首飾制作基礎(chǔ)教程[M].上海：上海人民美術(shù)出版社，2009：108-136.

The Application of Process Data in CAD Design and Modeling of Silver Jewelry

XU Yu
（Academy of Art & Design,Guangdong Industry Polytechnic,Guangzhou 510300，China）

This paper mainly expounds the design of CAD mass production affects the quality of silver jewelry material,need to pay attention to the modeling on shrink, stone, floor cut and dissection of the data. These data are critical to accurately establish the model that meets the requirements of the later production process. With these data,designers can strictly evaluate the feasibility of the paper design from the production point of view, and control the quality of mass production in the late stage from the plate source of JewelCAD modeling.

JewelCAD; jewelry design; modeling

Internet :www.artdesign.org.cn

檢 索 :www.artdesign.org.cn

TP31

A

1008-2832（2017）12-0122-03

項(xiàng)目來源：廣東輕院校級(jí)優(yōu)秀青年培養(yǎng)項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)：RC2015-008