□班永威   劉   迪    文/圖

打開電腦中的微雕軟件，選好自己喜歡的圖案，連接雕刻機(jī)與電腦，將手機(jī)殼放入雕刻機(jī)托盤上調(diào)整好位置，啟動(dòng)雕刻機(jī)，幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟后，一個(gè)嶄新的訂制手機(jī)殼就呈現(xiàn)在筆者眼前。近日，筆者采訪了黃淮學(xué)院“創(chuàng)客空間”的成員、正在讀大三的孟宇飛，他利用一周時(shí)間，將廢舊光驅(qū)拆卸重組，制作成了一臺(tái)微型激光雕刻機(jī)。

孟宇飛和他的激光雕刻機(jī)。

靈感源于私人訂制

隨著科技日新月異的發(fā)展，激光切割機(jī)、激光雕刻機(jī)等系列激光設(shè)備成為近年來流行的新興高科技、先進(jìn)自動(dòng)化的加工方式。

與傳統(tǒng)的手工操作相比，激光雕刻機(jī)精度高、加工速度快、操作簡(jiǎn)單快捷，受到各加工行業(yè)的寵愛。黃淮學(xué)院的“創(chuàng)客空間”也有一臺(tái)大型激光雕刻機(jī)，用于實(shí)驗(yàn)研究。

采訪中筆者了解到，因?yàn)閷?duì)科技制作感興趣，孟宇飛上大二時(shí)加入了“創(chuàng)客空間”。剛開始，他幫同學(xué)做項(xiàng)目，研究制作機(jī)器人。去年，他突然對(duì)“創(chuàng)客空間”的那臺(tái)大型激光雕刻機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。“平時(shí)做實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)用到這臺(tái)大機(jī)器切割、雕刻，我想，現(xiàn)在人們都熱衷私人訂制，利用激光雕刻機(jī)加工雕刻，訂制手機(jī)殼、飾品和各種擺件是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。”孟宇飛說。

孟宇飛覺得，“創(chuàng)客空間”的那臺(tái)激光雕刻機(jī)放在家里用于DIY有點(diǎn)兒大材小用，體型龐大太占空間，另外價(jià)格也比較貴，家庭使用不太實(shí)惠。所以他決定嘗試做一個(gè)小型的機(jī)器，方便個(gè)人使用。

“用微雕軟件設(shè)計(jì)人們喜歡的Logo、文字等，然后通過微雕機(jī)雕刻到手機(jī)殼、紙片、小木板上等，滿足人們不同的個(gè)性化需求，那將是多么炫酷的事情。”孟宇飛向筆者描述了他對(duì)這臺(tái)微型激光雕刻機(jī)未來應(yīng)用前景的暢想。

舊光驅(qū)變廢為寶

孟宇飛介紹，他制作的微型激光雕刻機(jī)是由Arduino板、步進(jìn)電機(jī)控制器、100mW紅色激光器、一路耦合繼電器、高精度舵機(jī)、破舊光驅(qū)、杜邦線等幾部分組成。

孟宇飛覺得，大部分激光雕刻機(jī)的硬件可以利用廢品制作，這樣既能體會(huì)到自己動(dòng)手的樂趣，又可以節(jié)省成本。兩個(gè)電機(jī)是激光雕刻機(jī)工作的重點(diǎn)。他先尋找合適的光驅(qū)，利用里面保留的步進(jìn)電機(jī)，作為二維運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。這其中需要用到兩個(gè)電機(jī)，一個(gè)平躺著安裝，用作放置雕刻物品的托盤，一個(gè)立著安放，用于安裝激光器。

由于不是所有的光驅(qū)都適用于激光雕刻機(jī)，所以他事先收集了很多舊光驅(qū)，逐個(gè)試過之后才找到可用的。

孟宇飛回憶，當(dāng)時(shí)他一共拆了4個(gè)舊光驅(qū)，才把所需的電機(jī)收集完成。

除了利用舊光驅(qū)收集電機(jī)外，這個(gè)微型激光雕刻機(jī)的外殼也是用廢舊材料、利用工作室的那臺(tái)大型激光雕刻機(jī)切割而成的。

動(dòng)動(dòng)手變廢為寶，成本低廉卻不影響激光雕刻機(jī)的工作，制作完成后，孟宇飛覺得很有成就感。

坎坷的獲獎(jiǎng)之路

用微型激光雕刻機(jī)在手機(jī)上雕刻的字。

去年暑假，孟宇飛帶著他的微型激光雕刻機(jī)去鄭州參加了河南省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，并榮獲了二等獎(jiǎng)。結(jié)果是美好的，過程卻是波折的。回憶起這次參賽經(jīng)歷，他感慨萬千。

孟宇飛告訴筆者，有同學(xué)參加過這項(xiàng)比賽，給他描述過以前參賽的場(chǎng)景。“去了比賽場(chǎng)地之后，才發(fā)現(xiàn)和我想象的很不一樣！”孟宇飛說，根據(jù)同學(xué)描述的情況，比賽場(chǎng)地應(yīng)該設(shè)在學(xué)校的大操場(chǎng)內(nèi)，報(bào)名參賽的同學(xué)拿著自己的參賽編號(hào)，按號(hào)排隊(duì)去評(píng)委席向老師演示作品。然而，孟宇飛去比賽的那天，混亂的現(xiàn)場(chǎng)讓他本來興奮緊張的情緒蕩然無存，整個(gè)人差點(diǎn)兒蒙了。

“我費(fèi)了九牛二虎之力，殺出重圍，找到一名老師過來看我的作品。”孟宇飛說，那天賽場(chǎng)安排出了點(diǎn)兒?jiǎn)栴}，比賽設(shè)在了室內(nèi)，場(chǎng)地比較小，參加小制作環(huán)節(jié)的一共100多人，現(xiàn)場(chǎng)一片混亂。

“一上午比賽就得結(jié)束，時(shí)間特別緊。”孟宇飛回憶，當(dāng)時(shí)參賽的人比較多，場(chǎng)地太擁擠，評(píng)委老師也沒有辦法坐在那里等同學(xué)排號(hào)去演示，都是在現(xiàn)場(chǎng)來回轉(zhuǎn)著看作品。很多評(píng)委都是被一大波人圍著，孟宇飛沒有辦法，只能和其他選手“搶”老師。他看準(zhǔn)時(shí)機(jī)將一名評(píng)委請(qǐng)到自己的展位后，將作品說明書遞給了評(píng)委，并向他展示了激光雕刻機(jī)的構(gòu)造和工作原理。

比賽之路雖然曲折，但收獲很大。在參賽的選手中，孟宇飛的微型激光雕刻機(jī)不僅在創(chuàng)新能力上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，在制作水平、作品未來的發(fā)展規(guī)劃等方面也獲得了評(píng)委很高的評(píng)價(jià)。老師還就激光雕刻機(jī)的功能和雕刻精度方面提了一些建議。

學(xué)中做，做中學(xué)

由于制作激光雕刻機(jī)沒有足夠的技術(shù)支持，孟宇飛基本是靠在網(wǎng)絡(luò)上查找資料和咨詢老師解決制作過程中的難題。

“最初做激光雕刻機(jī)只是想慢慢摸索，沒有想過可以做到什么程度。”孟宇飛說，在他制作激光雕刻機(jī)的過程中，出現(xiàn)過很多波折。外殼制作沒有什么困難，但是編制程序和電路設(shè)計(jì)比較麻煩，他當(dāng)時(shí)翻閱了很多相關(guān)材料，又去請(qǐng)教老師，最后問題才得以解決。

制成之后，他又改良過設(shè)備。有一次，他用手機(jī)殼做實(shí)驗(yàn)，想看看雕刻效果，誰知道手機(jī)殼被燒得變了顏色。孟宇飛告訴筆者，雕刻物必須選用合適的材質(zhì)，否則不但達(dá)不到雕刻的效果，反而會(huì)損傷原有的物品。由于雕刻機(jī)是利用激光雕刻，所以雕刻物品的材質(zhì)必須和激光匹配。經(jīng)過很多次試驗(yàn)，他才挑選出合適的材質(zhì)。

“學(xué)無止境。我一直有一個(gè)理念，‘邊做邊學(xué)，邊學(xué)邊做’。”孟宇飛說，自己的專業(yè)知識(shí)尚不扎實(shí)，在制作激光雕刻機(jī)的過程中，可以一邊學(xué)習(xí)，一邊改進(jìn)。第一代微型激光雕刻機(jī)還不完善，最初由于對(duì)激光的使用把握不到位，所以他選擇了小功率的激光器，接下來他會(huì)采用功率大的激光器，以提高雕刻精度。另外，他還會(huì)對(duì)圖紙的導(dǎo)入軟件、兩個(gè)電機(jī)的靈活度進(jìn)行改進(jìn)。

在問及對(duì)微型激光雕刻機(jī)未來投放市場(chǎng)有沒有想法時(shí)，孟宇飛說，他希望在未來的日子里邊學(xué)習(xí)邊改良，等激光雕刻機(jī)功能完善之后再考慮市場(chǎng)應(yīng)用。

演示過程。

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激光是20世紀(jì)初以來繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，被稱為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”。

高能量激光里包含大量的能源，可以產(chǎn)生熱量，甚至燃燒物品。激光自身沒有顏色，它的顏色取決于波長(zhǎng)，而波長(zhǎng)取決于發(fā)出激光的活性物質(zhì)，即被刺激后能產(chǎn)生激光的那種材料。100mW激光器最大只能發(fā)出100mW激光，只能在暗色軟材質(zhì)上雕刻一個(gè)印記，而500W激光器可以在多數(shù)材料上隨意切割。