數(shù)控技術在玉雕中的應用研究

劉 志 玉宏皓玉雕工作室

玉雕產品在以往的加工生產過程中都是由玉石雕刻藝人運用傳統(tǒng)的手工制作技術打磨而成。隨著社會的不斷發(fā)展以及人力成本的不斷提高，現(xiàn)階段在玉石雕刻領域中，傳統(tǒng)的手工加工方式因耗時長、產量低，已經無法滿足當前社會對玉雕產品的龐大需求，并且由于玉石雕刻手工匠人的雕刻水平參差不齊，造成玉雕雕刻產品質量具有一定的不可控性，進而造成玉雕的加工效率以及成品質量無法提前把控，滿足不了當今社會人們對玉雕產品的產能和審美需求。在此背景下，在玉雕行業(yè)內引入數(shù)控技術，能夠有效改善這一現(xiàn)狀，提升玉雕產品的加工質量以及效率。

一、數(shù)控技術在玉雕行業(yè)中應用的必要性

當前，玉雕加工行業(yè)仍然停留在大部分加工環(huán)節(jié)都需人工完成，只是簡單地應用一些比較傳統(tǒng)的輔助工具的發(fā)展局面。該模式由于過分依賴玉石加工匠人自身的加工水平以及個人經驗，并且人工操作環(huán)節(jié)相對較多，因此造成玉石雕刻的加工時間較長，且玉雕的加工生產效率相對比較低，造成玉雕產品在行業(yè)市場中的拓展和傳播能力比較弱。與此同時，由于玉石雕刻工作需要較高的人力成本，且在雕刻過程中會產生較大的勞動強度，因此近幾年來，青年從業(yè)者人數(shù)急劇減少，造成玉石雕刻的主要工藝技術無人傳承的局面。在此背景下，數(shù)控玉雕技術應運而生，有效擺脫了現(xiàn)階段玉雕行業(yè)內面臨的發(fā)展窘境。數(shù)控技術的應用，能夠有效降低玉石雕刻過程中所產生的人力成本，提高玉石雕刻所要求的精準度以及工藝精度，有效提升玉石雕刻的生產效率以及生產質量，提升玉雕產品在行業(yè)市場中的占有率。

二、數(shù)控雕刻技術的分類

（一）小型數(shù)控加工中心

在玉石雕刻領域中，數(shù)控加工中心在眾多數(shù)控設備中技術含量最高，數(shù)控加工中心能夠在同一個設備中實現(xiàn)對玉石的開料、出毛坯、分面加工、旋轉加工、粗加工、精加工等多個玉石雕刻工序。小型數(shù)控加工中心在一定程度上象征著玉石雕刻的最高水平。在此背景下，根據(jù)人們對雕刻技術的不同需求，亦衍生出多種不同功能的加工中心，如石雕加工、木雕加工等。但數(shù)控加工中心的設備成本非常高，且加工中心的配套設備、相關軟件以及操作培訓都需要一定的資金支持，因此，小型數(shù)控加工中心當前在我國仍然沒有得到普遍的應用，只有一些資金實力較雄厚的玉雕加工企業(yè)才應用該種數(shù)控技術。

（二）激光雕刻機

激光雕刻機是現(xiàn)階段我國玉雕行業(yè)中應用比較普遍的一種數(shù)控設備，由于該設備已經國產化，因此成本相對比較低，玉雕加工人員可運用該種機器對玉石進行加工制作，并且可實現(xiàn)在玉石上雕刻出既定的文字雕刻圖樣以及影雕等功能，該設備成本較低且操作簡單，所以激光雕刻是目前玉石雕刻行業(yè)內最廣泛運用的一種雕刻技術。

《揚帆遠航》

（三）平面雕刻機

平面雕刻機是一種與計算機信息技術相結合的雕刻設備，該設備又被稱之為三軸雕刻機。相關技術人員可運用計算機信息技術，在電腦中繪制灰度圖，或在計算機中生成數(shù)據(jù)文件，最終生成平面雕刻機能夠識別的G代碼。平面雕刻機能夠通過讀取G代碼中的信息以及其他相關數(shù)據(jù)，最終完成對玉石的平面雕刻。由于平面雕刻機能夠滿足基本的玉石雕刻生產需求，并且該設備在應用過程中操作比較簡單、生產成本較低，因此現(xiàn)階段亦被普遍應用在玉石雕刻行業(yè)中，大大降低了玉石雕刻過程中的人力成本。

（四）立體雕刻機

立體雕刻機主要的功能是能夠實現(xiàn)對玉石的立體雕刻。該種設備主要是指四軸雕刻機以及五軸雕刻機。這類設備能夠讀取三維掃描文件，或在計算機中設計的一些立體模型文件，然后根據(jù)技術人員預先設定的刀具參數(shù)以及玉石材料的性能，將設備中的相關軟件以及功能進行處理后，最終形成可識別的G代碼。最終通過將G代碼輸入在四軸或五軸的雕刻機中，有效完成對玉石的立體雕刻。在現(xiàn)階段玉石雕刻領域中，運用相對廣泛的是三軸與四軸雕刻機，在運用設備將玉石雕刻出雛形以后，相關技術人員再對玉石進行手工細節(jié)處理，精細化修飾打磨，進而有效平衡玉石雕刻過程中的生產成本，提高生產質量。而五軸雕刻機由于設備自身的造價成本相對較高，并且設備所應用的軟件價格十分昂貴，因此在我國現(xiàn)階段玉石雕刻行業(yè)中仍然沒有得到廣泛的應用。

三、數(shù)控技術在玉雕行業(yè)中的應用策略

筆者以北京精雕的 JDPaint 雕刻軟件為玉石雕刻基礎，結合現(xiàn)階段被普遍應用的數(shù)控技術，對玉石數(shù)控雕刻進行了實踐研究。

（一）樣件圖像矢量化處理

筆者選擇了一些花草形狀的玉雕樣件作為浮雕樣件，通過圖片或運用設備掃描的方法，將原稿的圖像細節(jié)輸入到JDPaint 雕刻軟件中，由于輸入的圖像的格式以及類型是以像素信息存儲，因此，需要將軟件中的雕刻樣圖轉化為矢量圖形信息，以便后續(xù)環(huán)節(jié)中為雕刻樣品制作三維模型。在此過程中，相關工作人員通常運用以下兩種方法將圖形信息轉化為矢量圖：其一是手工描圖。該種方法主要是相關技術人員在軟件中直接繪制圖像輪廓，最終獲得雕刻樣品的矢量圖，在此過程中，相關技術人員主要運用的軟件為CAD制圖軟件；其二是矢量圖重建。該種方法主要是運用一些圖形學的相關原理，對雕刻樣圖進行曲線擬合、邊界光滑、消除噪聲等一系列操作，將雕刻樣圖成功轉化為矢量圖。

（二）三維浮雕模型建模

三維浮雕模型建模主要是將矢量圖轉化為三維模型的一個操作過程。由于玉石雕刻過程中，玉石的不同位置上都具有一些比較復雜的細節(jié)特征，因此技術人員在制作三維模型過程中需要運用多個獨立曲面來完成對玉雕三維模型的制作。在JDPaint 雕刻軟件的使用過程中，設計人員通常需要運用雕塑工具中的堆料、去料以及磨光效果來完成玉雕三維模型的建立。

（三）加工刀具路徑生成

由于玉雕模型中的曲面大多數(shù)都屬于不規(guī)則曲面，因此在選擇刀具路徑過程中，運用簡單的X軸平行或沿Y軸平行方式無法實現(xiàn)對玉雕模型的制作。相關技術人員需要根據(jù)玉石雕刻的實際狀況來設定與之相應的刀具路徑。由于玉雕的素材大多都是一些自然景觀的圖案，由此玉石雕刻的輪廓線呈現(xiàn)出多元化的表現(xiàn)方式，由此造成在玉石雕刻加工過程中，有時會在大面積的空白區(qū)域中雕刻，有時卻需要在狹窄甚至尺寸非常小的區(qū)域中雕刻。在此背景下，相關技術人員通常會運用多次加工的方法來完成對玉石的加工。在玉石雕刻加工過程中，首先需要采用直徑較大的刀具，將玉石中的一些無用材料快速除去，通常被稱為粗加工；其次，運用直徑相對較小的刀具，對粗加工環(huán)節(jié)所留下的區(qū)域進行再次加工，這一環(huán)節(jié)被稱之為精加工。如精加工環(huán)節(jié)以后，玉雕仍然沒有達到相應的精度要求，則可選擇對玉石進行二次精加工處理，最終制作出精度、質量較高的玉雕作品。

四、結語

綜上所述，在玉石雕刻行業(yè)的發(fā)展過程中，將數(shù)控技術應用在玉石雕刻中具有非常重要的現(xiàn)實意義。運用數(shù)控雕刻技術能夠有效提升玉雕的生產質量以及生產效率，提高玉雕在市場中的占有率，因此具有非常可觀的行業(yè)前景以及商業(yè)前景。如運用數(shù)控雕刻軟件 JDPaint，能夠為玉雕建立精準的三維模型，最終運用相應的數(shù)控設備，將玉石加工成高精度、高質量的成品。