激光内雕工业的发展状况

2008/8/25/09:51 来源：中国光学光电子行业网 作者：COEMA

    随着社会的发展，人们的鉴赏水平有了很大的提高，水晶内雕工艺品不再是超出人们经济能力围的奢侈品，在发达国家已走进寻常百姓家。这为激光器在内雕行业中的应用带来了强大的动力。目前，水晶内雕机已经完成了由白光机向绿光机、灯泵机向半导体泵浦机；工位机向振镜机的转变，内雕的效果越来越好，内雕机的工作效率也越来越高。 

    对于水晶工艺品加工行业来说，激光相对于其他加工方式有着先天的优势，它能够在不损伤工件表面的情况下，对内部的特定位置进行打点加工。把激光的焦点定在水晶内部，使焦点处的能量密度刚好达到水晶爆炸点(破坏阈值)，而在水晶表面及内部其他部位由于光能没有达到水晶的破坏阈值将不会造成任何损伤，再结合计算机精确方位控制，就不难在水晶内部雕出特定的三维图案。这里所说的水晶并不是真正的水晶，而是人造水晶，其实也就是含有氧化铅的玻璃，这种玻璃透光性好、亮度高、从不同方向看都是均匀透明的。但这并不是说有色玻璃就不能内雕，有色玻璃由于里面含有一些有色元素而呈现出特定的颜色，由于这些元素的存在，其对光能的吸收可能会高一些，所以光相对要弱一些，但一般来说在光强足够大的情况下能够雕刻。 

    早期的工位机是将水晶粘在工作平台上，由X和r 2个方向的电机带动丝杠转动来使工作平台移动，Z轴的移动则由Z轴方向的电机控制。由于这种机械移动需要带上负载，因此速度不可能太快，致使工位机的雕刻速度一般都达不到理论最大值，远不能满足高速内雕的需要。然而，振镜则是通过控制光的方向，用类似于光扫描的方式来控制打点，因此速度非常快，几乎能在接近理论最大速度的情况下工作，其工作速度能够满足3 000 Hz以上的频率要求。各内雕机生产商已经开始在灯泵机上使用振镜，但振镜机并没有立刻取代工位机，因为聚焦镜补偿能力有限，造成其工作范围太小，使用F=100 mm的聚焦镜，其工作范围约为ф60mm。使用长焦距的聚焦镜能使雕刻范围有所增加，比如使用 F=160 mm 的聚焦镜，工作范围是ф110mm。但这又会带来其他问题：焦距太长，焦深也就长，雕出的点子就比较细长，图案在正面看没有大问题，但从侧面看，图案就显得很朦胧，不够清晰。目前内雕机生产商为了获得更好的雕刻效果，一般多采用焦距在100～110 mm的聚焦镜。同时，为了克服振镜机工作范围小的缺点，又派生出五维内雕技术。其实，所谓的五维就是用振镜结合工位机的特点，将图案分成若干块，每一块都用振镜来雕刻，完成一块后再通过电机移动到另一块。这样既能实现高速内雕，又能兼顾大幅面工作。但这样做存在拼接问题，目前的工作重点是如何才能使块与块之间拼接的非常好且看不出任何的缝隙或者重叠。 

    随着社会的发展，人们的鉴赏水平有了很大的提高，水晶内雕工艺品不再是超出人们经济能力围的奢侈品，在发达国家已走进寻常百姓家。这为激光器在内雕行业中的应用带来了强大的动力。目前，水晶内雕机已经完成了由白光机向绿光机、灯泵机向半导体泵浦机；工位机向振镜机的转变，内雕的效果越来越好，内雕机的工作效率也越来越高。 

    对于水晶工艺品加工行业来说，激光相对于其他加工方式有着先天的优势，它能够在不损伤工件表面的情况下，对内部的特定位置进行打点加工。把激光的焦点定在水晶内部，使焦点处的能量密度刚好达到水晶爆炸点(破坏阈值)，而在水晶表面及内部其他部位由于光能没有达到水晶的破坏阈值将不会造成任何损伤，再结合计算机精确方位控制，就不难在水晶内部雕出特定的三维图案。

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