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说到激光,孩子们会说“我有激光笔还有奥特曼”;电影爱好者会说“那是星球大战里的炫酷激光剑”;爱美的女性会说,我们现在还用激光来美容呢!其实,激光早已运用于我们生活的方方面面,小到纽扣或是一枚硬币,大到国防武器。就连“网红手办”清华大学的录取通知书,都是用激光制作的,那你知道这么厉害的激光,有什么原理吗?
清华大学录取通知书,原来是这样制作的
高考过去后,不少人被这样的“网红录取通知书”给刷了屏。打开这张清华大学的录取通知书,一座清华的代表性建筑“二校门”跃然纸上,它由30多个部件拼插构成,小巧精致。
这个“手办”可以说无论是寓意、设计,还是格调都是满分……
别人家的大学,从来没让我失望过。
而羡慕之余,不少人也对它的制作技术产生了好奇。据了解,组成这座清华校门的拼装部件,都是用激光雕刻然后再组装起来的。
那么,问题也来了,激光雕刻到底是怎么玩的呢?首先,需要一个设计图案,然后在电脑中完成设计,再准备好一台激光雕刻机,主要部件是横、纵两个移动轴,激光头与对焦镜。然后,将电脑与雕刻机相连接,下达雕刻指令。这时,光线会通过一系列的镜面反射,通过聚焦镜头将光束指向某个方向,同时这个镜头会将光集中精确到一点上。这个“焦点”也是热量最强的地方。
而在光线与材料表面的接触过程中,材料表面会被激光产生的热量熔化蒸发,发生“物质移除”,也就是被打印的部分会被光线切除,从而让材料显示出可见的深度和纹理。另外,通过改变光束的强度,可以形成不同深度的雕刻。
看着它根据指令路径一排排雕刻,整个过程对强迫症来说,也太治愈了吧。
尤其是高速激光雕刻,它上演的雕刻过程简直就是“魔法阵绘制教学”。只见一枚金属圆盘放置于机器当中,几道红光频繁扫描,似乎在构筑“法阵”,然后,高能瞬间开启!
只见火花带着闪电,各种图案迅速浮现于材料上。很快,一个精密复杂的图案,就这样被激光雕刻完成。相比手工一步步凿刻,这种效率与过程简直不要太魔幻!
而除了绘制这种规则性图案,用激光也能雕刻出更为复杂的人像。
只见几个光点像几支画笔同时在工作,线条和图案框架很快就绘制完成。完善细节的时候,光点移动就更加密集频繁了,图案也更加精细。
激光究竟是一种怎样的“黑魔法”?
看了这么爽的制作过程,那到底什么是激光呢?由于激光的形成过程、涉及理论,太过复杂,下面我们引用国际激光制造商的科普,简单讲解一下。
要做出激光,你所要做的仅仅是给一对原子足够的能量,让它们兴奋跃跃欲试。当有一个原子释放光子后会激发其他原子发光,为了不让这些光乱跑掉,最好加上两面镜子,让光来回反射。反射的光线会激发原子产生更多的光。在镜子上开个一个小洞,就得到了激光。
虽说这段说明已经对激光形成的过程,进行了大幅缩减,但它原理的复杂程度,依然可见一斑,所以激光也堪称是20世纪以来,最重要的发明之一。
而相比普通光源中的光子,朝各个方向乱跑的情况,激光则更像是整齐划一的光子军队,他们号令一致,劲都往一处使,这也使得它们更具威力。
电影里的场景毫不夸张,因为普通家用两瓦的激光头,就能轻易打穿白纸,甚至烧伤手指,而激光雕刻正是利用了这一点。所以,现在就算是普通人也能成为“雕刻大师”了。
哪怕是角度刁钻的戒指内环,也能轻松用激光刻出字迹。
又或是在竹简上刻出《孙子兵法》……
激光雕刻,甚至可以给手机DIY图案,一位网友就在手机后盖直接刻上了城市风光!
激光雕刻机的运作就像是雨刷器啊,作为文青的我,必须要配这么文艺的手机。
其实啊,激光雕刻技术用在刀具上,那才叫真正的炫酷呢!
看不见的光线,在刀刃上迅速切割,图案纹络的生成,让武器瞬间华丽变身,太美了!
更令人惊奇的是,除了雕刻材料表面,激光雕刻还能深入材料,完成“内雕”!比如,这种存在于人工水晶内部的雕刻作品,很多人就觉得它是由两块水晶拼合而成的。但事实上,现代科技可以在完全不损坏材料外表的前提下,对材料进行内部雕刻。
雕刻过程,其实是让水晶内部发生细微的爆裂,形成微小的气泡,接着,让这些气泡“点”连接成“线”,最终构成图案,勾勒出预设形状的水晶工艺品。
激光除了雕刻还有很多妙用
当然,这么厉害的激光,要是只拿来雕刻一点艺术品,可就太大材小用了。在日常生活中,比如你拉卷尺担心刮到手,那么,激光卷尺可以了解一下!
比如顽固铁锈什么妙招都不好使,那也可以试一下激光除铁锈,效果杠杠的!精准快速清洗,还不用化学品……
另外,还有全世界都爱的牛仔裤。那制作牛仔裤,跟激光有啥关系呢?很多人都担心牛仔裤的制作不环保,可如今的牛仔裤,是可以用激光烧出来的。
想要什么做旧效果,直接选,别客气!激光不仅能添加痕迹,还能做出破洞和磨损效果。
之前,牛仔裤做旧一直都是手工制作的,不仅耗时,而且制作过程也需要运用大量刺激性化学物质,污染环境不说,制作周期也很长,比如,手工给两条牛仔裤做旧,大概需要一个小时,而使用激光技术,做旧只需90秒!
为了满足消费者的个性化需求,还有公司将复杂的激光雕刻,浓缩到了一个小盒子里,有了它,想刻什么就刻什么,也是好用得不要不要的。
这款掌上镭射雕刻机外形就像一个蓝牙低音炮,身上有脚架和USB充电孔,携带起来非常方便,操作更是简单,只要将它放在雕刻对象的15厘米左右,然后和智能机进行蓝牙配对,在APP上选定输出镭射雕刻就可以了,按照图样大小和难度,雕刻时间在十秒到十分钟左右不等。而且无论是厚纸板、布料、皮革,还是木板都可以雕刻。
不过,激光虽好,使用起来也要注意安全。比如户外爱好者常用来“指星星”的大功率激光笔,一不小心可就会引发火灾,有消防队员就曾特意做过实验。
不得不说,随着科技力量的推进,我们的生活确实越来越“魔幻”了,如果有人问我,觉得生活在什么时期的人更快乐?我会毫不犹豫地说,就是现在!因为,我们正生活在科学的摇篮里,享受着科技带来的幸福感!我就在想啊,如果我年底的优秀员工荣誉证书也能用激光雕刻就好了……