本文介紹了基于數控漸進成形技術成形金屬(不銹鋼)雕塑的制作方法,論述了從三維雕塑CAD造型、CAD模型縮放及分割、補充曲面片的加工工藝面、板料漸進成形等整個雕塑作品的制作過程,并應用實例驗證了基于數控漸進成形的雕塑制作方法的可行性和優越性。
雕塑是造型藝術之一,是雕、刻、塑3種做法的總稱,是運888彩票app手機版用各種材料雕刻、塑造的各種藝∴術形象。從構造材料來看,雕塑可分為:石雕、木雕、陶雕、金屬雕塑等。金屬雕塑,泛指一切以金屬為材料的雕塑作品,金屬雕塑是雕塑藝術領域中很重要的一部分。金屬材料所具有的延展性、可塑性及光澤性使金屬雕塑有著高貴而典雅的氣質。傳統的金屬雕塑制作手段主要是金屬澆鑄或√鍛造。金屬澆鑄這種技術是以永久性的金屬材料替換原初造型的臨時材料,在此金屬并不起造型作用,造型是在比如泥模、木模和蠟模這樣的原初模型材料上進行的。金屬鑄造雕塑是泥塑等軟材料雕塑的最※終復制品。金屬澆鑄最大的優點在于能把藝術家創作過程中所有微妙的雕琢痕跡保留下來。
鍛造手段是手工業文明※發展之后產生的一種特殊的雕塑成型手段,它與雕刻的材料遞減和塑造的材料附加均不一樣,它在材料加工方面,相對來說,并不存在材料量的增減,而是充分地↑發揮金屬板材的延展性在空間■中產生體積變化。鍛造成型中的金屬是以固態平板狀出現,按設計意圖敲亞博直播破解版app蘋果打成立體起伏的形體。使板狀金屬改變物理性能,呈現有意識的凹凸起伏的物象。
傳統的金屬澆yabo亞博網鑄雕塑制作需要進行模具設計,制造周期長,費用高;而且制作難度極〗大,加工工︼藝復雜,非經長期系統的專業訓練不能完成。鍛造手段制作的雕塑在再現逼真形象和準確造型上與傳統翻模鑄造雕塑相比。存在明顯差距。鍛造金屬雕作品的制作過程存在很多的偶然性因素,如材料的無規則性、加工過程中的偶然∑ 性、作品肌理的不可預】知性等因素,使得鍛造金屬雕塑作品具有唯一性,無法批量復制。
1、數控漸進成形工藝在雕塑制作中的應用
板料零件數控漸進成形工藝是目前國際上一種新興的金屬板料成形工藝。它是一種通過數⊙字控制設備,采用預先編制好的控制程序逐點成形板料零件的柔性加工工藝。該工藝不需要專用模△具,成形極限較大,重復性好,可控制金屬亞博全站app下載地址流動,能加工出形狀復雜的自由曲面板材零件,適合于︾板金零件的新品研制等小批量、多品種、形狀復雜的板料零件加工,有著廣泛的應用前景。
數控漸進成形技術應用在雕塑制作中,即采用基于漸進成形的雕塑成形技術,雕埋家只要夢想彩票app下載設計出雕塑作品的三維模型,后續的雕塑產品制作過程可以輕松完成。數控漸進成形工藝制作雕塑產品,和傳統的金屬澆鑄雕塑制作手段相比可以縮短制亞博網址號是多少作時間,而且◤節省材料,雕塑制作∩成本大大降低;和鍛造手段制作金屬雕塑相比,它具有成形精確的優點和可以批量制作的優勢。
基于數控漸進成形的雕塑成形技術,即在金屬雕塑制作過程中,采用數控漸進成形這種比較█先進的金屬板料成形方法來成形雕塑作品。如果成形的金屬雕塑尺寸小于數控漸進成∴形機床加工尺寸范圍,則根據成形工件的三維數字模型生成加亞博yaboapp首頁工軌跡,用軌跡來驅動數控成形機進行加工,使板料逐漸成形為所需的雕塑作品。如果運用數控漸進成形工藝成形大型金屬雕塑,由于數控漸進成形ㄨ機床加工尺寸范圍有限,必須分塊成形各部分金屬薄板部件,再拼接組合成整體雕翅。采用數控漸進成形工藝制作大型雕塑,首先要建構出雕埋的三維計算機模型,根據雕蝮的CAD模型在CAD軟件中分割曲面,在CAM軟件中生成適用←于數控成形機床的數控加工代碼,送至數控漸進成形機加工出雕塑的各個金屬薄〇板成形件,最后各部分成形件亞搏彩票app安卓版組合生成整體雕塑。
2、基于數控漸進成形工藝制作大型雕塑的工藝路線
(1)可以應用計算機輔助設計軟件設計三維雕塑造型,得→到雕塑的CAD模型;也可以采用逆向工程方法對事先造型好的泥模、木模等進行三維數據測量,把測得的數據進行處理后,導人到逆向工程軟件中進行測量數據處理與曲面重構(CAD曲面模型重建),得到CAD模型。
(2)在三維CAD軟件中對建構的曲面模型根據需要制作的雕塑大小進行縮放處理,然后〗根據雕塑的大小及形狀、數控漸進成形機床的加工尺寸范圍等,對縮放后的雕塑模型進行分割,分割成若干個自由曲面片。
(3)在CAD軟件中把各個曲面片體的邊界曲線垂直投影到選擇好的基準平面上,再在平面工程圖中輸出投影得到的封閉曲線段♀圖。
(4)在CAD軟件中建構補充加工工藝面:三維模型曲面分割得到的各部分曲面片】的邊界一般不在基準平面上,為保證漸進成形加工的連續性,需要補yabo亞搏娛樂國際充一個連接曲面片的邊界和基準面的加工工藝面,使后續的漸進◥成形加工連續進行。可以在基準平面上作一條與曲面片的邊界曲線相似的線段,然后在兩者之間插入通過『這兩條曲線的網格曲面來補充曲面片。
(5)數控漸進成形技術是根據亞博足球平臺靠譜嗎工件形狀的幾何信息,在數控設備上控制成形工具頭沿著特定軌跡對板料進行局部的埋性加工,使板料逐漸成形為所需工件。在板料實際的成形過程,由三維加工軟件CAM模塊確定需加工曲面的數控加工程序,將該NC代碼輸入板料數控成形機床,對板材進行漸進成形加工,成形出所需的成形件。因為雕塑曲面一般都比較復雜,漸進成形加工最好選用正向拉伸成㊣形方法,即事先銑出簡單的代木支撐,將板料放置于銑好的代木支撐模型之上,用壓邊裝置㊣將板料固定,使用CAM模塊生成的成形工具頭的加工軌跡,根據曲面的復雜情況選擇合適的成形工具頭成形,成形工具頭從指定位置開始,從板料的最高層(第一層)進行加工,往下按截面輪廓運動,一層一層地加工出所需的成形件。
(6)金屬板料成形件的毛料切割去除問題。上面加工好的成形件外邊界四周含有補充的加工工藝面和裝夾面的余料,需要再對成形件進行后續處理,可以利用數控線切割機床切割去除成形件的邊界毛料。把上面第三步產生的投影得到的二維封閉曲線段圖形輸入到數控線切割機床的控制設備中ㄨ,切割去除成形件的毛料,得到所需的各個曲面片體成形件真的亞博網站網址是多少。
(7)最后各部分成形件要組合成整體雕塑。上面得到了加工出的各個曲面片體成形件,要把亞博app下載鏈接各部分組合成為整體雕塑,可采用焊接、粘接或鉚接的方式組←合各個自由曲面片體金屬成形件,制作出整體雕塑。后續還需要對整體雕塑進行雕塑表面光整處理、雕塑內部支撐等。
3、應用實例
本文以分塊成形愛因斯手機版VR彩票平臺坦的頭像為實例來說@ 明基于數控漸進成形工藝制作大型雕塑的加工過程。
(1)用德國GOM公司的ATOS II流動光學三維掃描儀對雕塑作品模型進行三維數據測量,獲得它的測量數據,輸出STL格式的數據文件,如圖2(a)所示。把該文件導入到逆向工程軟件IMAGEWARE中,對輸入的測量數據進行數據預處理、數據簡化、數據光順、網格〓模型重建、樣條曲線擬合、曲面擬合、修整曲面連續性等曲面重構步驟建立雕塑的CAD模型。
(2)在三維CAD軟件UG中運用“插入一聯合體一縫合”命令把重建的CAD模型曲面各亞博棋牌下載個小曲面片縫合為整體曲面。然后運用“偏置/比例一比例”命令,根據制作的雕翅大小需要對CAD模型進行適當的放大處理,本例♀中比例因子設為2(原雕塑作品尺寸約為∏長154mm,寬130mm)。對放大后的雕塑模型運用UG的裁剪亞博app手機版命令進行分割,本例中分割為3個曲面片。為方便后續的加工程序生成,這3個曲面片分別另存為3個文件。
(3)在UG中把這3個曲面片體的邊界曲線通過“插入一來自曲線集的曲線-投影”命令分別垂直投影到選擇好的基準平面上,再在制圖模塊中輸出投影得到的封閉曲線段圖。
(4)在UG中運用“插入一網格曲面一通過曲線組”命令分別建構3個曲面片體的加工工藝面。
(5)通過UG CAM模塊生成支撐模型及板料漸進成形的加工軌跡源文件(CLSF),對加工軌跡源文件進行后置∮處理產生NC代碼。將上面生↓成的NC代碼輸入數控成形機床中。本實驗所用的數控成形機床,型號為NHSK1060,其規格與參數如表1所示。先以代木為材料銑出支撐模型,將板料放置于銑好的支撐模型之上,用壓邊裝置將板料固定,使用CAM模塊產生的漸進成形過程的NC代碼,根據曲面的復雜情況選擇合適的成形工具頭成形,漸進成形加工出曲面片體成形件。本實驗選用板厚1.0mm的0.8AI板料成形,要成形的雕塑模型尺寸約為長308mm,寬260mm,高30mm。選用工具頭球半徑r為6mm,成形高度為30mm。加工潤滑油使用專用的福斯(FUCHS)沖裁、拉深№潤滑油。以上面的步驟分別成形出這3個曲真人荷官梭哈面成形件。
(6)在數控線切割機床上,根據投影得到的二維封閉曲線段圖形,切割去除掉金屬板亞博網手機下載料成形件的邊界毛料。把切割好的3個曲⊙面成形件用金屬瞬間膠XF503粘接,組合成整體雕塑。
4、結語
傳統的大型金屬(不銹鋼)雕塑制作需要進行模具設計,制造周期長,費用高;而且制作難度極亞博力論壇大,技術要求〗很嚴,加工工藝復雜,非經長期系統的專業訓練不能完成。采用基于數控漸進成形技術制作大型金屬雕塑的⌒方法,雕塑家只要設計出雕塑作品的三維CAD模型,后續的雕塑產品制作可以輕松完成。基于數控漸進成形工藝制作雕塑產品,和傳統的雕塑制作手段相比可以縮短制作時間;而且♀節省材料,成形精確,雕塑制作成本大大降低。基于數控漸進成形的雕塑制作技術豐富了金屬藝術的表現力,也為新藝術效果的產生提供了可能;它突破了傳統的雕塑制作形式,推動了雕塑藝術的發展。
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