關(guān)于雕刻的闡釋，中國新石器時(shí)代的氏族公社便有石雕與骨雕作表達(dá)。這種以手工為媒介，石頭、骨頭、陶器、青銅等為載體的雕刻，在千百世紀(jì)的時(shí)間長河中曾給我們帶來無數(shù)驚喜。隨著社會(huì)進(jìn)步，尤其是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，一種兼顧功能、藝術(shù)與效率的機(jī)械雕刻將雕刻重新定義。傳統(tǒng)的手工雕刻作品與產(chǎn)品在制作與生產(chǎn)上被逐漸分流，成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要一環(huán)。同時(shí)，追求精準(zhǔn)兼顧成本并且追求量與質(zhì)的工業(yè)機(jī)械成為這些產(chǎn)品雕刻的新寵。本期《伺服與運(yùn)動(dòng)控制》對由此展開的雕刻機(jī)市場進(jìn)行簡要概述。希冀為將要或已經(jīng)進(jìn)入此市場的您提供一些有價(jià)值信息。

一、 三維雕刻是未來發(fā)展趨勢

許多廣告行業(yè)的客戶都經(jīng)歷過從手工刻字到使用電腦刻字機(jī)，機(jī)械代替了手工，電腦代替了人腦，字體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范同時(shí)又大大提高了生產(chǎn)效力，實(shí)現(xiàn)了一次質(zhì)的飛躍。現(xiàn)在，做廣告制作行業(yè)的用戶正同時(shí)面臨一種挑戰(zhàn)立體廣告制造。隨著人們審美觀的不斷提高，三維立體的、彩色的圖案更受到人們的歡迎，于是，三維雕刻機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生。

二、立體雕刻近年發(fā)展

我國立體雕刻機(jī)行業(yè)經(jīng)歷了近十年的持續(xù)高速發(fā)展，其規(guī)模得到迅猛擴(kuò)張，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化。據(jù)中國立體雕刻機(jī)工具工業(yè)協(xié)會(huì)提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2012年立體雕刻機(jī)行業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值9606.5億元，同比增長22.1%；完成產(chǎn)品銷售產(chǎn)值7124.9億元，同比增長21.1%。其中，數(shù)控立體雕刻機(jī)完成工業(yè)總產(chǎn)值1942.9億元，同比增長13.1%，完成產(chǎn)品82.99萬臺(tái)，同比增加12.1%。至2012年末，我國已經(jīng)連續(xù)五年立體雕刻機(jī)產(chǎn)值居世界第一，其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于日本、德國等立體雕刻機(jī)主要生產(chǎn)國，保持了連續(xù)12年高速穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢。

同時(shí)，隨著電力電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界立體雕刻機(jī)業(yè)已進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控立體雕刻機(jī)就是代表產(chǎn)品之一。2009年至今，我國加大了“高檔數(shù)控立體雕刻機(jī)與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)的投入力度，圍繞航空航天、船舶、汽車制造、發(fā)電設(shè)備制造等領(lǐng)域急需的裝備，實(shí)施了高檔數(shù)控立體雕刻機(jī)與基礎(chǔ)制造裝備重大專項(xiàng)。其中2009年至2012年，國家工信部共部署專項(xiàng)課題407項(xiàng)，高檔數(shù)控立體雕刻機(jī)與基礎(chǔ)裝備主機(jī)180項(xiàng)，數(shù)控系統(tǒng)31項(xiàng)，功能部件與關(guān)鍵部件82項(xiàng)，目前已開始突出“外國制造”的重圍，取得階段性成果。

三、立體切割、雕刻利潤豐厚（例）

    四、雕刻機(jī)投資少，見效快。

投資一臺(tái)雕刻機(jī)，我們以某經(jīng)典品牌為例，一臺(tái)加工幅面為60cm*90cm的機(jī)器價(jià)格大約1.5萬元人民幣，加工幅面為1200*1218cm的機(jī)器價(jià)格大約2.2萬元左右。而且使用雕刻機(jī)對電腦的要求不高，只用配置價(jià)位在3000元左右的就行。

而投資一臺(tái)噴繪機(jī)的費(fèi)用，目前市場上稍微高端的噴繪機(jī)價(jià)格約為12000元人民幣。加上其輔助設(shè)備，備用噴頭、墨水等。另外還需較大的放置空間，必須配置空調(diào)、加濕器，初步預(yù)估，至少需要十七、八萬人民幣。

五、雕刻加工范圍廣泛，發(fā)展前景廣闊

雕刻加工設(shè)計(jì)各行各業(yè)，包括禮品業(yè)、廣告業(yè)、印刷業(yè)、木加工業(yè)、建筑業(yè)、藝術(shù)模型業(yè)、機(jī)械加工、工裝模具等?？杉庸さ牟牧弦卜浅V泛，包括金屬、石材、PVC板、亞克力、仿石材、橡皮、雙色板、鋁塑板等，隨著人們對雕刻機(jī)的認(rèn)識(shí)和掌握逐步加深，應(yīng)用范圍將得到不斷擴(kuò)大，雕刻加工必定會(huì)有更廣闊的的前景。

六、投資雕刻機(jī)時(shí)不可待

電腦雕刻代替手工機(jī)械是大勢所趨，然而該不該投資電腦雕刻機(jī)，是我們需要慎重考慮的。在雕刻機(jī)行業(yè)，光有刻字機(jī)利潤極低，所以必須增加新的業(yè)務(wù)，電腦雕刻加工是目前的理想選擇，雖然有些地區(qū)電腦雕刻加工業(yè)務(wù)量不是很多，但它是雕刻行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也正因?yàn)槟壳皹I(yè)務(wù)不多，有些人不敢貿(mào)然投資，承接的雕刻業(yè)務(wù)都須轉(zhuǎn)到有電腦雕刻設(shè)備的同行，這樣大部分錢都被別人賺走了。然而現(xiàn)在客戶都很精明，沒有設(shè)備，客戶很容易流失，也就意味著收入減少，任何項(xiàng)目的投資都會(huì)有一定風(fēng)險(xiǎn)，然而只要抓住機(jī)會(huì)，眼光超前，在他人不知道或知道了還沒來得及或不敢做時(shí)，恰恰是競爭不激烈、利潤空間大的時(shí)候，也是投資的最好時(shí)機(jī)。

七、雕刻行業(yè)介紹

雕刻從加工原理上講是一種鉆銑組合加工。同其它工藝一樣存在著特有的長處和天生的短處。若CNC雕刻對象選擇正確、工藝使用合理，CNC雕刻可以成為賺錢的職業(yè)。若CNC雕刻入錯(cuò)了行，陷入了弱勢，CNC雕刻就會(huì)“勉為其難”，投資者的回報(bào)將會(huì)很低，由于CNC雕刻對象的特點(diǎn)為圖案復(fù)雜、造型奇特、成品精細(xì)，而CNC雕刻機(jī)以輕型結(jié)構(gòu)為主，這實(shí)際上限定了CNC雕刻的工作方式為：“小刀具的快速銑削”，事實(shí)上這也正是CNC雕刻的“專業(yè)優(yōu)勢”，緣由是CNC雕刻是在干“常規(guī)大道具無法加工的業(yè)務(wù)”。正由于CNC雕刻的特有的專業(yè)優(yōu)勢，在下述行業(yè)中CNC雕刻方式應(yīng)用得較為得心應(yīng)手：模具雕刻業(yè)和廣告雕刻業(yè)，在國內(nèi)比較著名的雕刻機(jī)生產(chǎn)企業(yè)有精雕、鴻信達(dá)、恒星、星輝等數(shù)控廠家。

1、模具雕刻——小刀具獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

CNC雕刻在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的是模具業(yè)，在模具生產(chǎn)過程中CNC雕刻不是主要加工方式和生產(chǎn)手段，但其作用卻非同一般，可謂是“畫龍點(diǎn)睛”，這是由雕刻對象的“圖案、文字和復(fù)雜的曲面”特點(diǎn)所決定。當(dāng)前CNC雕刻在模具雕刻領(lǐng)域主要的業(yè)務(wù)為：

紫銅和石墨電極加工

電火花成形機(jī)是當(dāng)前模具業(yè)中主要的生產(chǎn)設(shè)備，電極的需求量較大，但電極生產(chǎn)缺乏專業(yè)設(shè)備、CNC雕刻可為電火花機(jī)作專業(yè)配套，可高效加工棱角分明，形態(tài)別致的電火花成形電極

五金沖模和緊密沖頭加工

五金行業(yè)中冷卻沖壓是一種主要的生產(chǎn)手段，沖壓模具的加工是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)境。五金沖模主要以Cr12為加工材料，CNC雕刻可加工的典型沖模有：眼鏡角絲、眼鏡中梁、眼鏡托葉芯、紐扣、飾物、紀(jì)念幣、餐具柄、拉鏈等，CNC雕刻在叫你改緊密沖頭更有獨(dú)到之處。

鞋材模具和鞋底模型加工

制鞋是世界性的大行業(yè)，鞋材和鞋底加工是制鞋業(yè)的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。CNC雕刻科構(gòu)造和加工以藝術(shù)曲面為主要形態(tài)的鞋底模型（代木）、鞋材高周波（高頻）模具以及斬皮模具。

滴塑（微量射出）模具和公仔模具加工

滴塑模具是滴塑禮品的主要生產(chǎn)工具，這是典型的薄壁件產(chǎn)品，單件小批量，一致性和加工精度要求較高。CNC雕刻尤其擅長于59號(hào)銅材等脆性材料的曲面形態(tài)薄壁件加工。

鐘表零件加工和輕型CNC加工

這是輕型CNC設(shè)備的典型應(yīng)用，專業(yè)設(shè)備的專業(yè)使用，生產(chǎn)效率高，投資成本低。CNC雕刻可高效精細(xì)精細(xì)表殼異型曲面銑、鉆和雕花，CNC雕刻還可精確快速進(jìn)行表殼、表鏈、表盤等鑲鉆位鉆孔加工。而這種類似的輕型CNC加工應(yīng)用還有許多，如：裝飾品雕刻、印章雕刻、產(chǎn)品刻字、模具刻字、燙金模板、印刷膠版等。

壓花（皮紋、花紋）輥輪和圓柱體工件雕刻

輥花是皮革、裝飾紙張等產(chǎn)品的主要生產(chǎn)手段，CNC雕刻在皮革壓花輥輪（皮紋）、紙張（餐巾紙、包裝紙、壁紙）壓花輥輪、圓柱體工件雕刻的應(yīng)用十分有特色。

收板（手板、樣板）模型加工

首板（模型樣板）是手工機(jī)械雕刻的基本工具，CNC雕刻科按照實(shí)物建模，實(shí)現(xiàn)二維到三維的構(gòu)造，高效精細(xì)加工模型樣板。

2、廣告雕刻——精雕細(xì)刻、求新創(chuàng)異

CNC雕刻在廣告行業(yè)中主要應(yīng)用于沙盤模型、廣告標(biāo)牌和文字標(biāo)識(shí)的制作，這些業(yè)務(wù)在雕刻工藝上相對簡單，關(guān)鍵是在效果表現(xiàn)上，而且主要突出的小狗是“精雕細(xì)刻和求新創(chuàng)異”。

八、CNC推進(jìn)手工雕刻發(fā)展

CNC雕刻字面定義為計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)雕刻，它是在工業(yè)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助加工技術(shù)（CAM)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC）、高速銑削技術(shù)（HSM）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在其成長的過程中又根據(jù)“雕刻”的應(yīng)用的特殊性綜合了廣告業(yè)的藝術(shù)設(shè)計(jì)和造型技術(shù)使得CNC雕刻成為一門獨(dú)特的專業(yè)技術(shù)。

CNC雕刻的實(shí)施工具為雕刻CAD CAM軟件和CNC雕刻機(jī)，其真正的核心是雕刻CAD CAM軟件，雕刻CAD  CAM軟件可類比為“手工或機(jī)械雕刻的雕刻師大腦中的雕刻工藝知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧的綜合應(yīng)用。雕刻CAD CAM軟件功能是否完備對“雕刻”在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中是否能有更大輝煌起著決定作用。

1、小刀具高速雕刻技術(shù)和工藝

“雕刻”的內(nèi)涵是精細(xì)，工業(yè)領(lǐng)域中“雕刻”所承擔(dān)的工作90%以上是常規(guī)達(dá)到“無能為力”的，必須使用刀具精雕細(xì)刻才能完成，機(jī)械雕刻師可利用其豐富的經(jīng)驗(yàn)和嫻熟的技巧盡量避免斷刀，從而保證雕刻效率，CNC雕刻是由計(jì)算機(jī)控制完成，CNC雕刻機(jī)使用小刀具進(jìn)行高效精細(xì)雕刻就需要專業(yè)的CNC雕刻加工技術(shù)和工藝來支持，這就是當(dāng)前加工業(yè)流行的“高速銑削技術(shù)（HSM）”和CNC獨(dú)有的“等量切削技術(shù)”。

2、高速精密主軸電機(jī)

高速精密主軸電機(jī)是精雕CNC雕刻機(jī)加工中保證雕刻成活“精細(xì)高效”的關(guān)鍵因素之一。

CNC雕刻主要特點(diǎn)是“小刀具高速銑削”，這是由“雕刻”的特點(diǎn)所決定的。

 “小刀具高速銑削”對主軸電機(jī)的要求是：旋轉(zhuǎn)精度好、旋轉(zhuǎn)速度高、轉(zhuǎn)動(dòng)震動(dòng)小、工作噪音低、軸系剛性強(qiáng)，而且高速旋轉(zhuǎn)時(shí)具要有穩(wěn)定的輸出功率。只有滿足上述條件才能保證“小刀具”在雕刻中可獲得較高的切削線速度、保持較高的旋轉(zhuǎn)精度、產(chǎn)生足夠的高速切削力、減少震動(dòng)和跳動(dòng)斷刀概率。

由于CNC雕刻吃刀量小，再加之使用“高速銑削”技術(shù)，而主軸電機(jī)功率對“小刀具高速雕刻”的影響降到次要位置。

精雕機(jī)的高速精密主軸電機(jī)是一種三相交流變頻異步電機(jī)，其基本的電氣原理與普通交流變頻電機(jī)一樣，但由于“高速和精密”的性能要求，所以高速精密主軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)和制造工藝是十分有特色，正是這些“特色”造成高速精密主軸電機(jī)的成本較高。