徐禹

（廣東輕工職業(yè)技術學院 藝術設計學院，廣州 510300）

銀質首飾CAD設計與建模中的工藝數(shù)據(jù)應用

徐禹

（廣東輕工職業(yè)技術學院 藝術設計學院，廣州 510300）

文章主要闡述影響銀材質首飾批量化生產(chǎn)質量的CAD設計中，建模時需要注意的關于縮水、石位、掏底、夾層等各項數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于準確建立符合后期生產(chǎn)工藝要求的模型至關重要。憑借這些數(shù)據(jù)，設計師可以嚴謹?shù)囊陨a(chǎn)角度去評定紙面設計的可行性，從JewelCAD建模時的制版源頭控制住了后期的批量生產(chǎn)質量。

JewelCAD；首飾設計；建模

前言

首飾設計是在方寸間踏著華麗的設計舞步綻放出的奢華藝術，一件件精美閃爍的首飾從設計到制作，從紙面到實物，一步步嬌艷綻放，這個過程離不開大膽的創(chuàng)意設計和精心的推敲制作。從設計到起版，不同首飾有著不同的結構與工藝等方面需要設計師與起版師的相互溝通，才能使得設計成為首版，符合生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)流程要求，得以不斷的復制生產(chǎn)成為產(chǎn)品，最終面向市場，奉獻給每一位欣賞它的消費者。

創(chuàng)意是設計的起點，起版是生產(chǎn)的源頭，一名優(yōu)秀的首飾設計師不僅要滿足設計的新穎美觀，更要使得設計符合生產(chǎn)要求，這就要求設計師要將設計與建模起版知識融會貫通，運用之妙存乎一心，方可在螺螄殼中做道場，方寸之間展拳腳。

目前珠寶首飾企業(yè)，主流的起版方式多為雕蠟起版與CAD①建模起版兩類，雕蠟起版多應用于圓雕、浮雕類需要純手工藝術雕塑造型的產(chǎn)品中，CAD建模起版則占據(jù)了整個起版范圍的大半江山，其以精確、精細、對稱的嚴謹特性，尤其勝任鑲嵌類首飾的設計起版。本文以JewelCAD建模起版為主，重點討論了首飾設計到建模過程中需要嚴格遵循的數(shù)據(jù)法則。在電腦CAD軟件中運算并建模的首飾模型是一個虛擬的三維物體，不進行噴蠟打印成蠟模實體是無法真正手持進行直觀檢視的，所以設計師必須在軟件設計并建模過程中，嚴格遵守規(guī)范的工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)要求，才能確保后期批量生產(chǎn)在源頭首版上不出差錯。以下采用目前市場接受度最高的925銀材質鑲嵌類首飾產(chǎn)品，其批量化生產(chǎn)中設計與CAD建模的數(shù)據(jù)實際應用進行論述。

CAD建模后，交由快速成型設備將造型打印成樹脂或藍蠟模型輸出。這個模型便是首飾首版。這與雕蠟形成的蠟版首版所需遵循的數(shù)據(jù)要求是完全一致的，整體而言，起版所需要注意的數(shù)據(jù)有以下幾個方面：

一、縮水放量數(shù)據(jù)

蠟模在金屬澆鑄的時候，金屬冷凝會產(chǎn)生向內縮小的現(xiàn)象。這個縮小的數(shù)值與蠟模原大的比值稱為鑄造縮水率。而澆鑄出來的金屬件要繼續(xù)進行執(zhí)模、拋光等工序處理，其中有一個金屬的損耗量，這個量可稱之為放量。首飾設計繪圖作業(yè)時，可以無須考慮該問題，徑直依據(jù)1:1進行繪圖即可，但建模時則應該加以考慮，需要適當?shù)膶⑾灠娼Ｉ陨宰龃螅缘窒麧茶T縮水以及執(zhí)版、執(zhí)模等加工部分造成的首飾體積變小的問題。

批量生產(chǎn)中，CAD建模完成的數(shù)據(jù)會由3D打印機噴打成樹脂或藍蠟模型，再經(jīng)過由第一次澆鑄成銀版。該銀版壓制膠膜后，采用注蠟機唧蠟得到復制出的蠟模，而此復制蠟模再次澆鑄成成品粗坯的過程，這個反復的過程中，產(chǎn)品造型在不斷的經(jīng)歷縮小、縮小、縮小的步驟。其中，無論是蠟材還是金屬坯體，在每一個環(huán)節(jié)都有一定量的不可避免的物理性質收縮——壓制膠膜過程中，膠膜的收縮；兩次澆鑄金屬冷凝的收縮；唧蠟過程中蠟液的冷凝收縮。這幾次累積的物理收縮都會使得生產(chǎn)出的首飾比起原始版有一定程度的縮小，這些批量生產(chǎn)澆鑄得到的金屬坯件會出現(xiàn)比建模數(shù)據(jù)小的問題。為了解決這個問題，就批量生產(chǎn)的常規(guī)款式大小而定，一般放縮水率為 5～6%。就是說建模時就要刻意的把比例放大約5～6%左右。具體操作中，若該款式有主石，比例建模出主石模型，之后圍繞該主石展開建模即可。若無主石則整體按照比例放大。其中，所有副石均無須放縮水，一般留待后續(xù)執(zhí)版時再在金屬上進行石位矯正。

但是這一縮水數(shù)據(jù)首飾體量大小以及在鑄造、壓膠模等后續(xù)一系列操作過程中，使用的石膏品質以及鑄造溫度的不同、橡膠材料的不同，甚至天氣溫度對唧蠟模的影響都會使得這個數(shù)據(jù)有所偏差。所以，一般首飾生產(chǎn)企業(yè)都有針對自家生產(chǎn)工藝而定的縮水率。故而5～6%的縮水比率不能一概而言。

二、執(zhí)版位數(shù)據(jù)

建模打印輸出后，藍蠟或樹脂模型澆鑄得到金屬版，需要進行執(zhí)版。這個余量應該在建模起始和部件進行中注意增加物件大小數(shù)據(jù)，在建模第一步就為后期的生產(chǎn)定下準確的基調。

建模前首先計算出縮水率放大數(shù)據(jù)后，再加上放量數(shù)據(jù)。一般能執(zhí)到版的位置最少要預留0.3mm的執(zhí)版位以供后期執(zhí)版所需。建模時注意多角度旋轉物件進行觀察，執(zhí)不到的位置一般留0.05mm。

假若直接按照現(xiàn)有版或是產(chǎn)品逆向建模的也是如此，即便縮水留的大一些也沒關系，可以在執(zhí)版時加以控制。

三、掏底與夾層數(shù)據(jù)

（一）掏底

將蠟模內部等看不見的空間中的蠟去除，以此減輕首飾金重控制成本的技法稱之為掏底。建模時，多是通過另外建一個減缺物件與待減物件共同放置并減缺完成的，減缺件建模時候應注意控制下列數(shù)據(jù)：

1. 掏底的邊緣位置一般留1.2mm～1.8mm厚以獲得較好的手指觸感。

2. 減缺后，所留厚度依照生產(chǎn)材質的不同而有所差異：一般銀貨約1mm～1.2mm，K金及鉑金貨約0.7mm～0.8mm；若掏底上方為釘鑲位，則留底厚1.1mm；上方為光金與窩鑲則留底厚0.7mm；包鑲與逼鑲留底厚1.6mm。（以上數(shù)據(jù)均不含執(zhí)版放量）

要注意保持建模造型的厚度。蠟材澆鑄極限為 0.3mm，小于這個數(shù)值的蠟模很難澆鑄成型，所以蠟模厚度絕對不能小于這個數(shù)值。蠟模沒有特殊要求的話要將厚度盡量保持在 0.6mm 以上。蠟模中一些特殊的短而小的造型是可以小于0.6mm的，如尖銳的夾角、釘鑲的釘?shù)取?/p>

一般常規(guī)首飾蠟模的厚度約為1.0 mm左右。此外,若首飾蠟模厚處與薄處厚薄懸殊過大時,由于澆鑄時金屬收縮程度不一致，容易使得鑄造后的首飾表面產(chǎn)生砂孔，甚至裂縫的情況。因此在雕刻首飾模時要注意掌握厚度，整個蠟模厚度盡量平均一致，厚薄造型應該逐步過渡變化。

3. 戒指無論是否是夾層戒指還是平面戒指，戒指底部一般情況下女戒做1.2MM，男戒做1.5MM 。

（二）夾層

掏底減缺完成后，首飾側面便可進行開夾層處理，或是在平面首飾造型側面增加夾層，可以起到輕量化、立體化、美化側面造型的作用。

夾層線條一般控制在0.7～0.8mm（不含執(zhí)版放量），夾層中的支撐間隔若無裝飾輔助支撐則控制在3～8mm間，夾層中含有輔助支撐的支撐間隔則可以依據(jù)首飾造型比例與輔助支撐密度放寬處理。

四、石位數(shù)據(jù)

（一）爪鑲與包鑲嵌石位

主石需要盡量拉高，款式以凸顯主石為佳。爪鑲中，主石爪造型應該底扁上圓，這樣的爪可以剛好貼在鑲口邊緣，爪一定不能吃進到鑲口，這樣造型的爪鑲口既能鑲素面也能鑲刻面石頭，極大的提高了同一鑲口的適用性。

CAD建模時，石頭與爪鑲、包鑲嵌石位相對應的關系見表1、表2。

表1 寶石與爪鑲鑲口口對應關系表

表2 石頭直徑與包鑲邊寬度參考表

（二）蠟微鑲石位

蠟微鑲石位中，石洞一定要穿透整個石位底部（微虎爪可以不用打穿），穿透出的洞一般比石頭小0.1mm，既可以保證后期鑲嵌時石頭不會掉下去，又能夠在鑄造時得到最大的石膏支撐不易掉石，且得到最大進光量。

采取蠟微鑲法的1.3mm以下小顆粒石頭則是：0.9～1.0mm的石頭，微鑲釘粗0.35mm，釘高0.35mm；1.1～1.2mm的石頭，微鑲釘粗0.37mm，釘高0.37mm。此類小石距0.2mm～0.3mm，釘吃石0.11mm～0.12mm 。同時此類鑲法建模時要注意，微鑲邊要比釘高最少0.2mm，邊厚最少0.3mm（此數(shù)據(jù)均不含執(zhí)版放量）。

建模時，石位中凡是鑲不到石頭的位置，可以放入一粒石頭模型，后期減缺石位時，留下該石，后期打印時將該石頭直接打印出來，形成假石；另外，槽位中拍石位時，若是出現(xiàn)“半邊石”的情況亦可如此處理，直接留下半邊石模型一起打??；處于轉角位的石位應該增加到3顆釘以防蠟鑲嵌掉石；石位布滿后出現(xiàn)的尖角收口位置，應該視留空位大小放置一顆或是多顆假釘；結尾處的石位上釘一定要比相應數(shù)據(jù)的釘略調粗一點，高一點，以防止后期鑲嵌時尾部推釘力量較大而出現(xiàn)掉石情況。

石位建模完成后，待整體圖檢查準確無誤后，全部石位上標記出石頭直徑數(shù)據(jù)，另存出光影圖以方便車石位的數(shù)據(jù)準確無誤并備鑲嵌、配石與鑲嵌參照。之后將全體石位要減位開洞并刪除需要刪除的石頭數(shù)據(jù)。

五、瓜子扣

瓜子扣是首飾上部供穿鏈佩戴的一個功能部件，其與首飾頂部的扣圈配合使用。瓜子扣的造型多變，大小各異，其最小造型數(shù)據(jù)如下：

瓜子扣穿鏈位最少高度為2.5mm，寬1.5mm；扣圈內直徑最少要1.5mm，圈直徑最少0.8mm以上。

結 語

首飾設計時，思緒天馬行空，創(chuàng)意天花亂墜，設計師拿出最好的靈感和設計圖紙，而如何將設計執(zhí)行下去，符合批量化生產(chǎn)的工藝要求，則必須在CAD建模時嚴格遵循各項建模要求數(shù)據(jù)，確保模型準確，以便于后期生產(chǎn)的迅速無誤?！?/p>

注釋：

① 目前企業(yè)生產(chǎn)使用最廣泛的CAD建模軟件當屬JewelCAD，故本文所述CAD軟件均特指JewelCAD軟件。該軟件由香港電腦珠寶科技有限公司開發(fā)。

[1] 徐禹.JewelCAD首飾設計[M].北京：北京工藝美術出版社，2010.

[2] 徐禹.首飾制作技法[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2014.

[3] 王昶，袁軍平.貴金屬首飾制作工藝[M].北京：化工工業(yè)出版社，2009.

[4] 金克斯·麥克格蘭斯.英國珠寶首飾制作基礎教程[M].上海：上海人民美術出版社，2009：108-136.

The Application of Process Data in CAD Design and Modeling of Silver Jewelry

XU Yu
（Academy of Art & Design,Guangdong Industry Polytechnic,Guangzhou 510300，China）

This paper mainly expounds the design of CAD mass production affects the quality of silver jewelry material,need to pay attention to the modeling on shrink, stone, floor cut and dissection of the data. These data are critical to accurately establish the model that meets the requirements of the later production process. With these data,designers can strictly evaluate the feasibility of the paper design from the production point of view, and control the quality of mass production in the late stage from the plate source of JewelCAD modeling.

JewelCAD; jewelry design; modeling

Internet :www.artdesign.org.cn

檢 索 :www.artdesign.org.cn

TP31

A

1008-2832（2017）12-0122-03

項目來源：廣東輕院校級優(yōu)秀青年培養(yǎng)項目 項目編號：RC2015-008