雕刻是一種歷史悠久的技術(shù)，在人類發(fā)展歷程中占據(jù)著重要地位。它的應(yīng)用廣泛且多面，尤其在藝術(shù)領(lǐng)域。如今，雕刻進(jìn)入了CNC時代。本文將對CNC雕刻加工、其工作流程及類型進(jìn)行深入探討。

什么是CNC雕刻？

雕刻是指沿特定路徑逐漸去除材料表面少量物質(zhì)的過程，會在基材（工件）表面留下可見標(biāo)記。CNC雕刻是現(xiàn)代雕刻技術(shù)的代表，利用精準(zhǔn)的數(shù)控技術(shù)自動引導(dǎo)雕刻工具。它在裝飾和標(biāo)牌制作等方面有著廣泛應(yīng)用，且適用于多種材料。

CNC雕刻如何工作？

• 計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）：首先，設(shè)計師在CAD軟件上創(chuàng)建雕刻圖案的可視化效果。
• 計算機(jī)輔助制造（CAM）：CAM軟件是專門用于根據(jù)CAD設(shè)計生成CNC雕刻機(jī)程序的軟件。CAD/CAM工程師使用此軟件選擇雕刻所需的刀具、工藝參數(shù)并設(shè)置刀具路徑。最后，CAM軟件生成一個G代碼文件，該文件采用CNC機(jī)器理解的語法編寫。
• 設(shè)置：雕刻加工開始前，機(jī)器操作員需在機(jī)器上安裝工件。此過程中，工件放置和調(diào)平很重要，以避免制造誤差。
• CNC雕刻：然后雕刻過程開始，CNC技術(shù)具有自動化特點(diǎn)，技術(shù)人員只需進(jìn)行一些初始操作后，便無需過多干預(yù)。加工結(jié)束后，卸下工件，機(jī)器即可準(zhǔn)備下一個項目。

CNC雕刻的類型

有不同類型的CNC雕刻工藝，雖然這些工藝都能達(dá)到類似效果，但在一些方面存在差異。

CNC旋轉(zhuǎn)雕刻

旋轉(zhuǎn)雕刻利用旋轉(zhuǎn)刀具從基材上去除材料。刀具類似于普通加工刀具，切削刃呈槽狀。這里可以想象一下鉆頭如何利用鋒利的切削刃旋轉(zhuǎn)并切割材料。

刀具的形狀和尺寸很重要，因為它們會留下與自身形狀相同的凹槽，常見形狀有V形和球頭銑刀。CNC旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)有一個特殊的主軸來夾持和旋轉(zhuǎn)這些刀具。

通常，CNC雕刻是高速過程，轉(zhuǎn)速高達(dá)20,000轉(zhuǎn)/分鐘。此外，切削深度在0.5-3毫米之間，具體取決于材料特性和設(shè)計要求。因此CNC旋轉(zhuǎn)雕刻非常靈活，而且成本低廉，適用于大多數(shù)材料。

CNC激光雕刻

CNC激光雕刻與旋轉(zhuǎn)雕刻有本質(zhì)區(qū)別。在此過程中，高強(qiáng)度激光束將基材表面加熱到發(fā)生升華（固態(tài)到氣態(tài)轉(zhuǎn)變）的溫度，從而在表面留下凹痕。

CNC激光雕刻機(jī)配備激光頭以產(chǎn)生激光束。激光頭的移動由CNC控制，使該過程非常精確且快速。此外，激光雕刻也非常可靠且持久。

最后，我們需要澄清一個常見誤區(qū)，即激光雕刻、激光打標(biāo)和激光蝕刻之間的區(qū)別。激光打標(biāo)與激光雕刻相似，但凹痕深度要小得多，因此稱為“打標(biāo)”。激光蝕刻是一個完全不同的過程，它利用化學(xué)反應(yīng)從表面去除材料，與激光雕刻相比，這是一個低能耗過程。

金剛石拖動雕刻

“金剛石拖動雕刻”這個名字非常直觀。在此過程中，鋒利的金剛石尖端在表面拖動以完成雕刻操作。由于金剛石是已知最硬的材料，因此它是一種高效的雕刻工具。此外，金剛石拖動雕刻不涉及刀具旋轉(zhuǎn)，主要的材料去除過程是刮擦。

CNC金剛石拖動雕刻由于能精確控制刀具運(yùn)動，因此具有高精度和快速性。此外，金剛石的卓越硬度使其適用于大多數(shù)堅硬的金屬。

雕刻加工常用材料

CNC雕刻加工在材料兼容性方面是一個多樣化的過程。由于依賴于基本的切割操作，因此它可以雕刻多種材料。

金屬

金屬通常是CNC雕刻車間中最常見的材料類型。雕刻金屬就像是CNC銑削的弱化版，使用相似類型的CNC刀具和切削參數(shù)。事實(shí)上，大多數(shù)CNC機(jī)器在其使用的某個階段都充當(dāng)過雕刻機(jī)。激光雕刻也是如此，其主要目的不是切割金屬，而是在金屬表面進(jìn)行雕刻。
可CNC雕刻的主要金屬包括：

• 鋁
• 鋼與不銹鋼
• 金
• 黃銅
• 銅
• 銀

除了這些常見金屬外，還可以使用CNC雕刻機(jī)雕刻更硬的金屬，如鈦合金。通常，在進(jìn)行CNC雕刻時，硬度是最重要的屬性，因為它決定了表面變形的難易程度。因此，對于較硬的材料，建議使用高性能雕刻刀具或彈簧加載金剛石刀具。

塑料

塑料是CNC雕刻加工的另一種材料。塑料這個名字代表了一大類聚合物，其中大多數(shù)都適用于CNC雕刻。一般來說，熱塑性塑料由于其出色的熱穩(wěn)定性，在塑料類別中更適合雕刻。

塑料既適用于CNC激光雕刻，也適用于旋轉(zhuǎn)雕刻加工。然而，就塑料而言，激光雕刻是更受歡迎的選擇。它速度快、維護(hù)成本低、精度高。不過，在某些情況下，有些塑料雕刻時會產(chǎn)生煙霧，對環(huán)境造成危害，因此需要使用專門設(shè)備凈化排出。

對于CNC旋轉(zhuǎn)雕刻，塑料是易于切割的材料。然而，缺點(diǎn)是它們有時會產(chǎn)生毛刺，并可能在切割過程中軟化，從而降低生產(chǎn)效率。

CNC雕刻常用的一些塑料包括：

• 聚乙烯
• 聚苯乙烯
• 聚酰胺
• ABS
• 尼龍
• 聚氨酯

木材

木材雕刻在家居裝飾等領(lǐng)域都有藝術(shù)應(yīng)用。它是天然的、柔軟的，并且在我們討論的材料中通常是最便宜的選擇。此外，它兼容激光和CNC旋轉(zhuǎn)雕刻機(jī)。

對于木材雕刻，有一些小技巧需要牢記，避免浪費(fèi)時間和金錢。木材是一種各向異性材料，這意味著它的屬性在各個方向上并不一致。相反，它們會隨著紋理方向、節(jié)疤和生長環(huán)的不同而略有變化。因此，在選擇用于雕刻項目的木材時，請考慮這些因素。

可雕刻的常見木材類型包括：

• 軟木
• 硬木
• 輕木
• 樺木

CNC雕刻的優(yōu)勢

CNC雕刻的廣泛應(yīng)用證明它是一種可行的工藝，具有許多優(yōu)點(diǎn)。

精度和準(zhǔn)確性

高精度和尺寸準(zhǔn)確性是CNC技術(shù)的顯著特點(diǎn)。CNC雕刻機(jī)也是如此，自動CNC運(yùn)動控制可以產(chǎn)生極其精確的雕刻。

節(jié)省時間

在過去，手工雕刻需要工匠花費(fèi)數(shù)小時甚至數(shù)天才能完成一個雕刻項目。他們使用手工工具，依靠自己的技能進(jìn)行雕刻，這無疑是耗時的。
然而，現(xiàn)代的CNC雕刻機(jī)是自動且快速的。它以快速進(jìn)給和卓越精度進(jìn)行雕刻，可在幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)結(jié)果。

定制化

CNC雕刻中使用CAD/CAM軟件可以快速輕松地定制雕刻設(shè)計。用戶可以在CAD設(shè)計中進(jìn)行修改，并立即在過程中實(shí)施。

這項功能對于專門提供加工服務(wù)或同時處理多個項目的車間來說非常方便。他們可以迅速糾正錯誤或切換到不同的設(shè)計，從而提高生產(chǎn)效率。

CNC雕刻的應(yīng)用

CNC雕刻在眾多行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，下文將簡要討論其重要的應(yīng)用。

• 標(biāo)牌制作：路標(biāo)或廣告牌往往是CNC雕刻的產(chǎn)物，這種雕刻永久且能經(jīng)受不同的天氣條件，適合這一應(yīng)用。
• 珠寶：珠寶商利用CNC雕刻吊墜和手鐲等物品，打造引人注目的設(shè)計或個性化文字。
• 工業(yè)標(biāo)記：幾乎每個行業(yè)都有設(shè)備、安全、方向等標(biāo)記。雕刻加工是制作耐用且定制工業(yè)標(biāo)記的常用方法。
• 獎杯和獎牌：在獎杯上刻上文字總是很好，這可以借助CNC雕刻機(jī)刻上去。

結(jié)論

CNC雕刻加工擁有廣泛的功能和用途，我們周圍無處不在的藝術(shù)圖案和有用的標(biāo)記。這就是雕刻加工為世界帶來的！

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常見問題

雕刻和蝕刻有什么區(qū)別？

雕刻和蝕刻都會從工件表面去除一些材料，產(chǎn)生相同的結(jié)果。然而，它們所依賴的物理現(xiàn)象不同。雕刻是通過鋒利的工具切割材料來去除材料的機(jī)械過程。蝕刻是通過化學(xué)過程將材料從表面燒蝕掉。

CNC雕刻機(jī)使用什么軟件？

CNC雕刻機(jī)需要CAD/CAM軟件來執(zhí)行雕刻任務(wù)。該程序允許用戶指定雕刻幾何形狀、選擇刀具和切削參數(shù)以及刀具路徑。確定后，它將生成命令傳遞給機(jī)器的控制器。

CNC雕刻需要哪些刀具？

CNC雕刻使用的刀具或銑刀與普通的CNC機(jī)床相似，最常見的是V型銑刀，具有硬質(zhì)合金刀頭。