[发明专利]一种木材表面激光雕刻浮雕的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光打标技术领域，具体涉及一种木材表面激光雕刻浮雕的方法。

背景技术

木质浮雕具有形态美观、结实、易于长期保存等优点，备受人们的欢迎。其制作方法主要有人工刀具雕刻、自动化机械雕刻和模具打印等。属于传统的接触式加工其都有各自的优缺点。人工刀具雕刻浮雕虽然形态精美、细腻，但雕刻品质主要取决于工人的技能水平，加工时间较长、效率低，适合小批量的生产。自动化机械雕刻具有速度快、幅面大等优势，适合大批量生产。但雕刻质量因受刀具尺寸的限制，微小结构的雕刻很难实现。模具打印效率是三种方法中最高的，但模具需要提前制作，当浮雕形貌要做微小的修改时，需重新定制模具，时间长、成本高、灵活性弱。

激光3D浮雕是一种新型激光3D雕刻工艺。激光打标机将用三维模型制作软件做好的三维模3D浮雕属于激光3D打标工艺的一种，它是由传统平面激光打标工艺衍生出来的。STL模型图导入到3D打标软件，然后根据加工软件设定的加工参数对三维模型图进行Z向逐层分割，再对分割所得到的平面图形作几何路径处理，然后沿Z向从顶至底对轮廓进行激光填充扫描，得到完整的3D浮雕图样。激光3D浮雕技术一般用于不锈钢、铝、铜、亚克力板的浮雕加工，其雕刻质量较好，自动化程度高，同时由于是非接触式加工，对机器无损伤。

目前，对于将激光3D浮雕技术应用在木材表面的研究甚少，因此，对木材利用激光3D浮雕技术进行雕刻加工的研究具有重要意义，同时对激光3D浮雕技术的应用起到了推广作用。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中木材浮雕雕刻技术上存在的加工时间较长、效率低、微小结构受限制、成本高、灵活性弱的技术问题，本发明提出一种木材表面激光雕刻浮雕的方法。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种木材表面激光雕刻浮雕的方法，包括如下步骤：

S1、利用三维模型制作软件，制作目标浮雕的三维模型图，将制作好的三维模型图导入CO₂ 3D激光打标机打标软件中，设置好三维模型图的大小和深度；

S2、在浮雕加工页面中设置工艺参数，工艺参数包括激光扫描速度、激光平均功率、填充线间距、雕刻层厚和激光重复频率；

S3、上下调节CO₂ 3D激光打标机镜头到木材表面的距离，使其激光光斑到达木材表面正好是焦距位置，然后点击打标软件上红光按钮，指示打标轮廓，对应木材上打标的精确位置，最后点击雕刻，等待浮雕完成。

进一步地，步骤S1中，所述三维模型图为STL文件。

进一步地，步骤S1中，三维模型图的大小和深度设置为与目标浮雕的尺寸相似。

进一步地，步骤S2中，激光扫描速度设置为2000-3000mm/s，激光平均功率设置为总功率的25％-35％即45-63w，填充线间距设置为0.08-0.12mm，雕刻层厚设置为0.06-0.1mm，激光重复频率设置为12-20KHz。

进一步地，步骤S3中，所述木材为檀木、梨花木或乌木。

进一步地，步骤S3中，为减小激光雕刻下木材高温的碳化现象，在加工过程中进行辅助喷N₂处理。

与现有技术相比，本发明木材表面激光雕刻浮雕的方法加工时间短、效率高、微小结构不受限制、成本低、灵活性强，并且精致、富有美感、凸凹有致、无污染，且与STL模型文件的还原度达到93.1％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明木材表面激光雕刻浮雕的方法的流程图；

图2是本发明光斑重叠率示意图；

图3是本发明实施例STL文件的三维模型图；

图4是本发明实施例激光雕刻檀木的效果图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种木材表面激光雕刻浮雕的方法，包括如下步骤：