第三节　数字化玉雕技术

众所周知，手工玉石雕刻是一种工匠型的劳动，它是玉石雕刻师高智能和高技能的综合活动。手工玉石雕刻成品是否能成为珍品完全取决于雕刻师对艺术的理解、对材料的感觉和其雕刻技巧的发挥，手工玉石雕刻不是普通人所能胜任的，正是因为如此，手工玉石雕刻成为一种艺术、文化和精神的象征。

随着玉雕产品的开发速度加快，尤其是计算机设计的广泛应用，玉雕产品的形态更加丰富，变化更加迅速，这样就对制造业提出了新的要求，一批以计算机控制为基础的CNC设备进入了玉石雕刻领域。

数字化玉雕技术仍然是一种手工雕刻，是设计师设计意图的一种新的表达方式，是传统玉石设计加工技艺的延伸，只是数字化玉雕技术和传统手工雕刻表达方式不同，依赖的技术方法不同。它在雕刻精细产品的效率、批量成品的一致性、曲面产品的雕刻、与计算机设计技术的对接等方面明显存在着优势，这些优势拓宽了玉石雕刻在现代玉雕行业中的应用广度，促使以计算机辅助设计和加工（CAD/CAM）技术、计算机数控技术（CNC）为核心的CNC雕刻技术走上了前台，挑起了推进玉石雕刻走入工业领域的重担。

一、数字化玉雕技术概述

数字化玉雕技术是现代玉雕技术的重要组成部分，数字化玉雕技术是综合计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数字控制（CNC）、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体的一门先进的玉雕加工技术，它和传统的玉雕加工技术有较大的区别。

一般来说，造型比较复杂、精度要求高、制作周期短的浮雕，采用数字化玉雕雕刻机更为合理。以下根据数控雕刻加工的特点以及国内外大量应用实践，按适用程度将数字化玉雕的类型作一下分析。

对于造型复杂，精度要求高，用手工无法加工或即使能加工但很难保证产品质量的玉雕产品，虽然一部分优秀的艺术家通过手工制作也能达到较好的效果，但往往要消耗大量的时间，同时也不能适应多变的艺术潮流。数字化玉雕以精确的数控技术作保证，艺术家在创作时可以更大地发挥想象力，无需再为丰富微妙的细节的表现而苦恼；同时其高效的制作也可使艺术家更快地明确创作的方向，准确把握艺术潮流的变化，利用计算机图形软件设计数字模型和进行复杂曲线（曲面）轮廓的雕塑。在实际的数字化浮雕制作中，由于计算机图形软件操作方便，构建模型准确快捷，因此许多艺术家采用计算机图形软件进行直接创作。这些三维数字模型如果采用传统的手工制作往往困难较大，无法保证各个角度曲面的正确变化，采用数字化雕刻手段不仅可使制作过程简捷化，同时还可以保证数字模型的完整。所以在进行最后成型制作时，采用数字化雕刻会比其他方法更为快捷和准确地表达设计意图。

通过数字化控制，艺术家可以任意地调整玉雕尺寸，及时地修改制作方案，减少尺寸变动带来的影响。由于采用数字雕刻机制作，数字化玉雕的调整不会消耗太多的人力和时间，即使在制作过程中对要求的尺寸有所调整，也不会对制作时间和成本造成太大的影响。

数字化玉雕的制作技术不仅可以应用于艺术创作，同时还可以应用于工业制造领域，尤其在玉雕生产行业，数字化玉雕技术的影响越来越广泛。在现代生产中，数字化玉雕已成为大批量生产各类玉雕产品的重要环节，数字化玉雕技术直接影响到产品的质量，以及生产效率和制作成本。基于这种情况，把数字化玉雕技术同传统玉雕技术相结合，可以进一步提高玉雕产品质量并节约生产成本。运用信息技术和自动化技术改造传统玉雕产业，使其生产技术和装备得到改进，企业可取得丰厚的经济效益与社会效益。

利用数控机床完成玉雕数控加工的过程如图1-3-1所示，其主要内容有如下几点。

（1）根据玉雕件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。

（2）用计算机辅助设计软件CAD/CAM进行工作，直接生成玉雕件的加工程序文件。

（3）程序的输入或传输:由计算机辅助设计软件生成程序，通过计算机的串行通信直接传输到数字化玉雕机床的数控单元（MCU）。

（4）将输入或传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。

（5）通过对机床的正确操作，运行程序，完成玉雕件的加工。(www.daowen.com)

图1-3-1　数控加工过程示意图

1.玉雕件工艺分析（确定玉雕件的加工要素）；2.编写玉雕件的加工程序；3.向MCU输入玉雕件的加工程序；4.显示刀具路径；5.程序输送到NC机床；6.玉雕件；7.换刀装置；8.控制单元（MCU）

二、数字化玉雕技术的特点

传统手工玉雕是我国的传统民族工艺，有几千年的历史，具有独特的民族工艺特色。传统的玉雕设计是根据手绘图样进行手工制作的，存在以下几种弊端。

（1）效率极低。一般的传统手工玉雕少则需要几个月，多则一年，已经无法适应现代商品流动的速率。

（2）人才稀缺。能够熟练掌握传统雕刻技法的工艺者越来越少。

（3）成本偏高。无法大批量生产，劳动周期长，技师稀缺造就了手工玉雕的高成本。设计主要依靠手绘，改动性不强，复制性不强。玉雕成品的工艺品质完全依赖于设计师和玉石雕刻师的技艺，市面上产品良莠不齐，对于不可再生的玉石资源从某种程度上来说是一种浪费。

同传统的玉雕加工相比，数字化玉雕加工具有如下特点。

（1）自动化程度高。利用数字化玉雕机床加工玉雕件时，除手工装卸玉雕件外，全部加工过程都由数字化玉雕机床自动完成，减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。

（2）加工精度高、稳定。数字化玉雕加工的尺寸精度通常在0.005～0.1mm之间，且不受玉雕件形状复杂程度的影响，减少了操作者的人为误差，减小了设计图与玉雕成品之间的差距，完美呈现玉雕设计者的理念。

（3）对加工对象的适应性强。由于数字化玉雕加工的准备过程较简单，同时加工是由程序控制的，对不同的产品只需要计算机设计不同图案即可，而不需要雕刻者学习制作新的图案，因此可有效缩短新产品的制造周期。另外，数字化玉雕加工的刀位计算可由CAD/CAM系统完成，不需要人工计算，因此能够高效率、高质量地处理复杂的玉石加工。可以说，生产对象的形状越复杂、加工精度要求越高、设计更改越频繁、生产批量越小，数控加工的优越性就发挥得越明显。

（4）生产效率高。传统玉雕每件玉雕件都要进行一些重复的图案绘制等工作，而数字化玉雕只需要把设计好的图形调用出来即可雕刻，从而节省了很多不必要的工序。数字化玉雕能够快速、高质量地实现设计者的设计，从而减轻雕刻者的劳动强度、提高生产效率。

（5）有利于实现计算机辅助制造。目前在玉石雕刻业、珠宝首饰制造业中，CAD/CAM系统、快速成型技术等计算机辅助制造技术已被广泛应用，这正是现代化科技快速发展的必然趋势。

（6）初始投资大，加工成本高。由于数控机床的价格高，加工首件需要进行计算机辅助设计、调试程序和试加工，因此使数字化玉雕的加工成本高于传统雕刻。