数控技术在玉雕中的应用研究

刘 志 玉宏皓玉雕工作室

玉雕产品在以往的加工生产过程中都是由玉石雕刻艺人运用传统的手工制作技术打磨而成。随着社会的不断发展以及人力成本的不断提高，现阶段在玉石雕刻领域中，传统的手工加工方式因耗时长、产量低，已经无法满足当前社会对玉雕产品的庞大需求，并且由于玉石雕刻手工匠人的雕刻水平参差不齐，造成玉雕雕刻产品质量具有一定的不可控性，进而造成玉雕的加工效率以及成品质量无法提前把控，满足不了当今社会人们对玉雕产品的产能和审美需求。在此背景下，在玉雕行业内引入数控技术，能够有效改善这一现状，提升玉雕产品的加工质量以及效率。

一、数控技术在玉雕行业中应用的必要性

当前，玉雕加工行业仍然停留在大部分加工环节都需人工完成，只是简单地应用一些比较传统的辅助工具的发展局面。该模式由于过分依赖玉石加工匠人自身的加工水平以及个人经验，并且人工操作环节相对较多，因此造成玉石雕刻的加工时间较长，且玉雕的加工生产效率相对比较低，造成玉雕产品在行业市场中的拓展和传播能力比较弱。与此同时，由于玉石雕刻工作需要较高的人力成本，且在雕刻过程中会产生较大的劳动强度，因此近几年来，青年从业者人数急剧减少，造成玉石雕刻的主要工艺技术无人传承的局面。在此背景下，数控玉雕技术应运而生，有效摆脱了现阶段玉雕行业内面临的发展窘境。数控技术的应用，能够有效降低玉石雕刻过程中所产生的人力成本，提高玉石雕刻所要求的精准度以及工艺精度，有效提升玉石雕刻的生产效率以及生产质量，提升玉雕产品在行业市场中的占有率。

二、数控雕刻技术的分类

（一）小型数控加工中心

在玉石雕刻领域中，数控加工中心在众多数控设备中技术含量最高，数控加工中心能够在同一个设备中实现对玉石的开料、出毛坯、分面加工、旋转加工、粗加工、精加工等多个玉石雕刻工序。小型数控加工中心在一定程度上象征着玉石雕刻的最高水平。在此背景下，根据人们对雕刻技术的不同需求，亦衍生出多种不同功能的加工中心，如石雕加工、木雕加工等。但数控加工中心的设备成本非常高，且加工中心的配套设备、相关软件以及操作培训都需要一定的资金支持，因此，小型数控加工中心当前在我国仍然没有得到普遍的应用，只有一些资金实力较雄厚的玉雕加工企业才应用该种数控技术。

（二）激光雕刻机

激光雕刻机是现阶段我国玉雕行业中应用比较普遍的一种数控设备，由于该设备已经国产化，因此成本相对比较低，玉雕加工人员可运用该种机器对玉石进行加工制作，并且可实现在玉石上雕刻出既定的文字雕刻图样以及影雕等功能，该设备成本较低且操作简单，所以激光雕刻是目前玉石雕刻行业内最广泛运用的一种雕刻技术。

《扬帆远航》

（三）平面雕刻机

平面雕刻机是一种与计算机信息技术相结合的雕刻设备，该设备又被称之为三轴雕刻机。相关技术人员可运用计算机信息技术，在电脑中绘制灰度图，或在计算机中生成数据文件，最终生成平面雕刻机能够识别的G代码。平面雕刻机能够通过读取G代码中的信息以及其他相关数据，最终完成对玉石的平面雕刻。由于平面雕刻机能够满足基本的玉石雕刻生产需求，并且该设备在应用过程中操作比较简单、生产成本较低，因此现阶段亦被普遍应用在玉石雕刻行业中，大大降低了玉石雕刻过程中的人力成本。

（四）立体雕刻机

立体雕刻机主要的功能是能够实现对玉石的立体雕刻。该种设备主要是指四轴雕刻机以及五轴雕刻机。这类设备能够读取三维扫描文件，或在计算机中设计的一些立体模型文件，然后根据技术人员预先设定的刀具参数以及玉石材料的性能，将设备中的相关软件以及功能进行处理后，最终形成可识别的G代码。最终通过将G代码输入在四轴或五轴的雕刻机中，有效完成对玉石的立体雕刻。在现阶段玉石雕刻领域中，运用相对广泛的是三轴与四轴雕刻机，在运用设备将玉石雕刻出雏形以后，相关技术人员再对玉石进行手工细节处理，精细化修饰打磨，进而有效平衡玉石雕刻过程中的生产成本，提高生产质量。而五轴雕刻机由于设备自身的造价成本相对较高，并且设备所应用的软件价格十分昂贵，因此在我国现阶段玉石雕刻行业中仍然没有得到广泛的应用。

三、数控技术在玉雕行业中的应用策略

笔者以北京精雕的 JDPaint 雕刻软件为玉石雕刻基础，结合现阶段被普遍应用的数控技术，对玉石数控雕刻进行了实践研究。

（一）样件图像矢量化处理

笔者选择了一些花草形状的玉雕样件作为浮雕样件，通过图片或运用设备扫描的方法，将原稿的图像细节输入到JDPaint 雕刻软件中，由于输入的图像的格式以及类型是以像素信息存储，因此，需要将软件中的雕刻样图转化为矢量图形信息，以便后续环节中为雕刻样品制作三维模型。在此过程中，相关工作人员通常运用以下两种方法将图形信息转化为矢量图：其一是手工描图。该种方法主要是相关技术人员在软件中直接绘制图像轮廓，最终获得雕刻样品的矢量图，在此过程中，相关技术人员主要运用的软件为CAD制图软件；其二是矢量图重建。该种方法主要是运用一些图形学的相关原理，对雕刻样图进行曲线拟合、边界光滑、消除噪声等一系列操作，将雕刻样图成功转化为矢量图。

（二）三维浮雕模型建模

三维浮雕模型建模主要是将矢量图转化为三维模型的一个操作过程。由于玉石雕刻过程中，玉石的不同位置上都具有一些比较复杂的细节特征，因此技术人员在制作三维模型过程中需要运用多个独立曲面来完成对玉雕三维模型的制作。在JDPaint 雕刻软件的使用过程中，设计人员通常需要运用雕塑工具中的堆料、去料以及磨光效果来完成玉雕三维模型的建立。

（三）加工刀具路径生成

由于玉雕模型中的曲面大多数都属于不规则曲面，因此在选择刀具路径过程中，运用简单的X轴平行或沿Y轴平行方式无法实现对玉雕模型的制作。相关技术人员需要根据玉石雕刻的实际状况来设定与之相应的刀具路径。由于玉雕的素材大多都是一些自然景观的图案，由此玉石雕刻的轮廓线呈现出多元化的表现方式，由此造成在玉石雕刻加工过程中，有时会在大面积的空白区域中雕刻，有时却需要在狭窄甚至尺寸非常小的区域中雕刻。在此背景下，相关技术人员通常会运用多次加工的方法来完成对玉石的加工。在玉石雕刻加工过程中，首先需要采用直径较大的刀具，将玉石中的一些无用材料快速除去，通常被称为粗加工；其次，运用直径相对较小的刀具，对粗加工环节所留下的区域进行再次加工，这一环节被称之为精加工。如精加工环节以后，玉雕仍然没有达到相应的精度要求，则可选择对玉石进行二次精加工处理，最终制作出精度、质量较高的玉雕作品。

四、结语

综上所述，在玉石雕刻行业的发展过程中，将数控技术应用在玉石雕刻中具有非常重要的现实意义。运用数控雕刻技术能够有效提升玉雕的生产质量以及生产效率，提高玉雕在市场中的占有率，因此具有非常可观的行业前景以及商业前景。如运用数控雕刻软件 JDPaint，能够为玉雕建立精准的三维模型，最终运用相应的数控设备，将玉石加工成高精度、高质量的成品。