一種仿真雕塑的製作方法
2023-10-19 18:09:47 1
專利名稱：一種仿真雕塑的製作方法
技術領域：
本發明涉及仿真雕塑領域，特別涉及的是通過對物體或人體採集掃描數據，利用三維數控雕刻工具機完成三維雕刻的製作方法。
背景技術：
目前，傳統的完整人體三維雕塑是採用手工或手工與機械相結合的方式製作而成的。目前主要採用的方式人工手工雕塑製作工藝品或動漫作品；雷射塑膠顆粒快速成型，水晶體內雷射造型等工藝。由於人體雕刻在產品工藝與人工技術上都有很高的要求，主要特點是製作時間長，製作成本高，製作數量少，一般多為名人或個別人士群體製作。由於手工技術人才稀少，使得製作塑像的人群非常有限，另外。雖然社會上有很多手工匠在製作各種手工雕塑，但多數是從事卡通型或藝術型的作品，在仿真程度上，只能用類似或基本相像形容，不能用絕對仿真比例製作，而且關鍵不能成為規模化機械化生產與或批量重複製作。快速成型與水晶雷射內雕造型，雖然利用三維技術，但是在整體全身仿真造型以及色彩造型上均無法完成。
發明內容本發明的目的是提供一種仿真雕塑的製作方法，使用該方法製作物體或人體雕像的仿真程度和製作比例一致性大為提高，可以使生產規模化，提高生產效率，製作成本也大幅度降低。
一種仿真雕塑的製作方法，包括如下步驟1)物體或人體三維數據掃描採集、處理；2)準備三維數控雕刻機械；3)準備雕刻用胚料；4)雕刻；5)後續組裝及處理得到成品。
上述步驟2)和步驟3)順序可以顛倒，也可以同時進行。
上述物體或人體三維數據掃描採集、處理時，首先可利用三維掃描相機對物體或人體進行多角度、按部分掃描照相，獲取三維物體或人體的掃描數據；將不同角度拍攝的三維數據進行特徵點選取，可利用專業軟體進行手工或自動進行立體圖象拼接，然後對整體數據云點進行修補和除噪音處理，獲得物體或人體完整的三維數位化圖象，也可應客戶需求，按比例縮放數據，獲得不同比例的雕刻數據，然後將數據轉換成STL雕刻文件格式，輸入雕刻機械的司服機中。
上述的三維數控雕刻機械可選用各類大中型三維數控雕刻工具機。
上述準備雕刻用胚料時，選用高分子軟陶土材料，經過揉制後，通過模具進行物體或人體結構基本模型塑造，為節省材料或方便各部分組裝，也可以將軟陶土材料附著在支架上，經過高溫加熱固型、冷卻處理成胚料，準備進行物體或人體雕刻。
上述雕刻步驟中，通過司服機控制數控雕刻工具機進行工作，根據不同的雕刻部位，選擇不同的刀具；調整雕刻角度、零點、刻刀步伐、雕刻精度等，然後逆向雕刻。所謂逆向雕刻就是將物體或人體經過掃描採集三維數據後，通過機械重新進行逆向再造的過程。
在後續處理步驟中，先將雕刻好的胚料進行打磨，如果整體分成幾個部分雕刻的，還要將雕刻完的各部分通過支架和連接螺絲等進行組裝，然後進行手工修補和著色處理，最後將做好的塑像安裝在工藝基座上，得到成品。
使用本發明的製作方法，可以大大減少塑像整體的生產時間，使得實際產量大幅度提高。另外由於採用的全息數位技術，人體的仿真程度大為提高，同時可以重複製作和三維數據的相對永久保存及傳送。採用規模化生產線生產，可以大大的提高生產效率，使得製作成本也大幅度降低。同時對專業技術人員的依賴程度大大降低，普通人員經過技術培訓，即可以完成成品的生產過程。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明。
實施例製作某人全身雕像使用三維立體照相機對人體不同部位、角度進行全息數字拍照，獲得全息三維人體數字點雲數據WRL格式(局部)，將相同部位不同角度的三維數據(局部)進行特徵點選取，利用手工或自動進行立體圖象拼接，對圖象進行噪音雲點清理和補漏數據處理，使掃描數據更具有完整性和使用性，同時可以降低數據的存儲容量，方便數據的遠程傳送、進一步數據轉化、修改和逆向控制利用。這是整個過程的關鍵步驟。
利用專業軟體將採集的人體三維數據的修補和數控逆向控制數據的轉化。我們主要採用STL文件格式進行數據逆向三維數控雕刻處理的依據，將數據傳送給給司服機，司服機最後將控制三維數控雕刻工具機進行工作。
根據固定的規格塑像，選用合適的人體各部位的支架，將軟陶土(高分子材料)按人體各體態組成部分形狀用手附著在支架上面，塑造出基本形狀，一般採用固定模具進行快速胚料造型，從而塑造出基本輪廓形狀，對於造型完成的雕刻的胚料進行130度20分鐘的烤爐烘烤，使材料堅硬到可以雕刻的程度，根據軟陶土的厚度和以不粘刀為準，一般可通過調節烘烤時間以得到合適硬度，並保持相對固定的形狀，製得雕刻用胚料。因為人體或物件的結構不固定，多數比較大，人體的體態變化很大，一般機械雕刻沒有完全適合一次成型的雕刻機械，所以多數人體雕刻成部件後，要通過組裝完成整個作品。
將定型的胚料通過模具固定三維數控雕刻工具機上，三維數控雕刻工具機將處理好的STL文件進行逆向輸出進行人體的局部雕刻。根據不同的雕刻部位，選擇不同的刀具；調整雕刻角度、零點、刻刀步伐、雕刻精度等，然後準備逆向雕刻。
經過雕刻後，進行進一步手工的加工修飾和處理，完成雕刻的局部製品進行組合加工，人體各部分通過支架、螺絲等進行連接和固定。對製品進行修補、打磨和造型位置調整等，然後進行人工造皮修飾，並對眼睛和服飾局部細節進行人工美術處理和修飾，從而增加仿真的藝術效果。最後，將成品放在美術處理過的基座上，完成整個作品的製作。
本發明通過對人體三維數字掃描，採集數據，處理後，經過數控雕刻工具機雕刻完成人體三維塑像雕刻的工藝生產技術，採用高分子材料製作人體或各類實物的彩色仿真塑像或模型。採用全息三維掃描與數控技術，從設計、數據採集、數控制造到成品只需幾小時完成製品的形態製作，再用一、兩天的時間進行手工處理包裝等即可以完成。而這個時間主要是乾燥和冷卻的時間，業務處理等非製造時間，這樣大大減少了整體的生產時間，使得實際產量大幅度提高。另外由於採用的全息數位技術，人體的仿真程度大為提高。採用規模化生產線生產技術，可以大大的提高生產效率，使得製作成本也大幅度降低。對專業塑像手工技術人員的依賴程度大大降低，普通人員經過技術培訓，即可以完成製品的生產過程。
權利要求
1.一種仿真雕塑的製作方法，其特徵是包括如下步驟1)物體或人體三維數據掃描採集、處理；2)準備三維數控雕刻機械；3)準備雕刻用胚料；4)雕刻；5)後續組裝及處理得到成品；上述步驟2)和步驟3)順序可以顛倒，也可以同時進行。
2.根據權利要求1所述的一種仿真雕塑的製作方法，其特徵是在步驟1)中，首先可利用三維掃描相機對物體或人體進行多角度、按部分掃描照相，獲取三維物體或人體的掃描數據；然後將不同角度拍攝的三維數據進行特徵點選取，可利用專業軟體進行手工或自動進行立體圖象拼接，對整體數據云點進行修補和除噪音處理，獲得物體或人體完整的三維數位化圖象，也可應客戶需求，按比例縮放數據，獲得不同比例的雕刻數據，然後將數據轉換成STL雕刻文件格式，輸入雕刻機械的司服機中。
3.根據權利要求1所述的一種仿真雕塑的製作方法，其特徵是在步驟2)中，三維數控雕刻機械可選用各類大中型三維數控雕刻工具機。
4.根據權利要求1所述的一種仿真雕塑的製作方法，其特徵是在步驟3)中，選用高分子軟陶土材料，經過揉制後，通過模具進行物體或人體結構基本模型塑造，為節省材料或方便各部分組裝，也可以將軟陶土材料附著在支架上，經過高溫加熱固型、冷卻處理成胚料，準備進行物體或人體雕刻。
5.根據權利要求1所述的一種仿真雕塑的製作方法，其特徵是在步驟4)中，通過司服機控制數控雕刻工具機進行工作；根據不同的雕刻部位，選擇不同的刀具；調整雕刻角度、零點、刻刀步伐、雕刻精度等，然後逆向雕刻。
6.根據權利要求1所述的一種仿真雕塑的製作方法，其特徵是在步驟5)中，先將雕刻好的胚料進行打磨，如果整體分成幾個部分雕刻的，還要將雕刻完的各部分通過支架和連接螺絲等進行組裝，然後進行手工修補和著色處理，最後將做好的塑像安裝在工藝基座上，得到成品。
全文摘要
本發明公開了一種仿真雕塑的製作方法，包括如下步驟1)物體或人體三維數據掃描採集、處理；2)準備三維數控雕刻機械；3)準備雕刻用胚料；4)雕刻；5)後續組裝及處理得到成品；上述步驟2)和步驟3)順序可以顛倒，也可以同時進行。使用本發明的製作方法，可以大大減少塑像整體的生產時間，使得實際產量大幅度提高。另外由於採用的全息數位技術，人體的仿真程度大為提高，同時可以重複製作和三維數據的相對永久保存及傳送。採用規模化生產線生產，可以大大的提高生產效率，使得製作成本也大幅度降低。同時對專業技術人員的依賴程度大大降低，普通人員經過技術培訓，即可以完成成品的生產過程。
文檔編號B44B1/00GK101085588SQ20061006089
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月5日 優先權日2006年6月5日
發明者湯克剛 申請人:湯克剛