CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

Home / CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用 - 2017年10月5日 , by cncgz

魏玛包豪斯大学(Bauhaus-Universitaet Weimar)是位于德国魏玛的一所艺术设计类大学,该校是世界现代设计的发源地,对世界艺术与设计的推动具有巨大的贡献。包豪斯倡导的教育理念是注重艺术与工艺结合,注重对学生综合创造力与设计素质的培养,注重理论知识向实践能力的转化,当今部分普通高校向应用技术类高校转型正是对包豪斯理念的一个现代诠释。设计类专业本身要求动手能力强、与社会需求接轨,而模型制作是设计概念向三维实体初步转化的有效手段之一。

1 家具设计课程中模型表达的意义

目前,我国部分高校设置了家具设计专业,但由于实训理论和实训基地建设不完善,导致相当一部分高校家具设计课程的教学只是停留在书面上,学生缺少动手机会,其设计的作品无法在实际中应用。国外的家具设计课程采用教授工作室+工厂的教学模式,课程的学习主要是在工作室和工厂的车间里进行,学生必须经过全套制作流程培训,亲自完成实物产品的设计与制作[1-3]。借鉴国外家具设计课程的教学模式,结合我国的国情,笔者在教学中采用家具模型制作的教学方法并使用LB-6090型CNC数控雕刻机对学生设计的模型进行制作,取得了良好的教学效果。LB-6090型CNC数控雕刻机如图1所示。

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图1 LB-6090型CNC数控雕刻机

2 CNC广告雕刻机的特点及其在设计类课程中的应用

CNC雕刻机分为小功率雕刻机和大功率雕刻机两类。其中,小功率的广告雕刻机通常用于胸牌、钢模、刻章、招牌、标牌、工艺品等的制作,以及手板、打孔、印刷厂刀模、广告字切割、广告灯箱的雕刻、家具刻花等的加工。广告雕刻机功能强大,可一机多用,能在各种材料表面刻字、刻美术图形。常用的雕刻材料有双色板、有机板(亚克力)、人造石、PVC板、木材、密度板、ABS塑料等。

CNC广告雕刻机可以广泛应用于设计类的课程设计及模型制作,在图案、模型设计、家具设计、室内设计等课程中只要涉及到设计构思的实物模型,都可以将CNC数控雕刻机作为一个辅助切割设备来完成设计方案向模型的转化,特别是其对曲边的准确快速切割,可使实物模型的制作变得更加简单快捷。

3 CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

制作模型可使家具设计课程的设计理论由抽象化转向三维实体的具象化,将抽象的理论变为可视的直接形体和结构,是从二维设计到三维实体的过渡,便于学生理解。此外,实体模型还可以直接检验产品设计的是否合理,便于对产品进行修改和完善。

模型制作基本流程如下:绘制零部件尺寸图→走刀编程并保存→控制走刀切割→组装部件→表面涂饰。

下面以制作比例为1∶5的实木凳模型为例,使用LB-6090型CNC数控雕刻机,探讨家具产品模型的基本制作过程。

3.1 基于AUTOCAD设计软件的家具设计图绘制

在CAD图形绘制过程中,首先将设计好的木凳各个部件进行零件分解,然后单独绘制每个零件的图形。绘图中值得注意的是,零件边线要形成闭合的区域,但是不能重复画线。因为重复画线后走刀程序也会重复编程,导致在机器上多次走刀影响切割效率。绘图完成后另存为低版本的“.dxf”格式(主要根据编程软件可导入的格式来确定),本文将其存储为AUTOCAD R12版的“.dxf”输出。

3.2 软件编程

本文例举的编程软件是与机器配套的“文泰雕刻2002”。在程序中直接设置雕刻刀头、抬到位置等,设置雕刻路径图,如图2所示。

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图2 设置雕刻路径

3.3 仿真测试

将制作模型用的板材置于雕刻台位置,用夹具夹紧,导入“.cn”格式文件至雕刻机运动控制系统中,然后对刀并进行模拟仿真,若无问题则启动程序进行切割。初次切割应以节约材料为原则,一般用价格低廉的材料先做部件切割实验,以此检验模型设计是否合理,然后再返回到设计的最初阶段进行设计修改。雕刻机控制系统仿真界面如图3所示。

3.4 加工处理

启动机器进行切割加工,然后对零部件表面进行打磨、上色处理后组装,如图4~7所示。

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图3 雕刻机控制系统仿真界面

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图4 雕刻机切割

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图5 家具零部件

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图6 草模组装

CNC广告雕刻机在家具模型制作中的应用

图7 完善后的实木模型

4 雕刻机制作模型过程中需要注意的几个问题

4.1 确定家具设计方案

在家具设计方案确定过程中,需要对家具的材料、形体、结构进行确定,并应用AUTOCAD软件绘制出部件图,确定设计作品的用材及尺寸等,CAD出图要注意其图形绘制的精确性。

4.2 确定模型制作比例

平板雕刻机的幅面尺寸有限,在设计模型时可以从两个方面考虑,一是微缩模型,将设计图稿中的模型按1∶3或1∶5的比例制作;二是采用1∶1的比例制作,但平板雕刻机对板材的厚度有限制,1∶1比例制作局限较大。因此在家具设计课程教学中大多采用缩小比例模型,以便快速地检验设计结果。

4.3 模型材料选择

在模型制作过程中,平板雕刻机主要发挥其优越的切割和雕刻作用。对于设计采用的玻璃类材料,不能使用雕刻机切割,但却可以用亚克力、有机玻璃来代替玻璃材料,同样能达到需要的效果。对于板材类的切割,可以根据设计方案按比例缩小后的板材厚度来购置板材;也可以根据现有板材的各种厚度,在不影响设计产品功能、形态的前提下调整模型尺寸。

在使用低密度纤维板、实木板、PVC板、免漆板、双色板等做切割材料时发现,密度较高、硬度较大的材料切割边外观较好,如实木板、免漆板、双色板等,低密度纤维板素板切割微模部件时效果不佳,粉尘较多、毛边粗糙,只适合于制作草模。由于切割部件的厚度不易控制,所以选材时应根据部件厚度选择。

4.4 后期手工修补

模型部件试制完成后,有些学生对部件的打磨处理不好,导致部件毛糙,所以在模型制作中学生的动手能力也是至关重要的,毛坯加工出来后还要对其细节进行完善处理。

5 结束语

在高校专业转型的浪潮下,应更加注重对学生实际操作技能的培养。当3D打印等更先进的模型制作技术还没有完全引入到教学中时,CNC数控雕刻机作为动手制作模型的辅助工具可以应用于设计类专业的大部分课程中。但不能忽视学生的动手能力,机器只能作为学生动手过程中的辅助工具,提高制作效率。制作微模是为了检验家具产品设计构思是否合理,是完善产品外观、尺寸等做的前期实践,将其转化为可以实际使用的产品才是家具模型制作课程教学的最终目标。

殷丽清

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据