玻璃雕刻工藝

生活科學趣談

市面上常見的大型噴砂雕刻平板玻璃,大多採用割字機配合卡典西德轉貼膜與噴砂工序來製作

小杯子則可以使用CO2雷射雕刻機,其波長為10.6µm(10,600nm),由於易被非金屬吸收,因此適用於金屬成分含量較低之材質,比如下則影片之鈉鈣玻璃,具有較高鉛含量之水晶玻璃則不適用

以鐵為例,其對於CO2雷射 (λ=10.6 µm)之吸收率為8%;YAG雷射(λ=1.064 µm)42%;紅寶石雷射(λ=694 nm)64%;氬氣雷射(λ=448 nm)則為68%。因此金屬雷射雕刻多採用比CO2雷射更短波長的雷射源。比如1064/532nm的釹雅各雷射(註:請參考先前這篇”雷射除鏽“),下則 3D水晶雷射內雕 所使用的532nm綠光雷射也是屬於這種

回來看玻璃雕花工藝 ,”切子”是切玻璃的日語名稱,這是一種玻璃藝術品的切割技術,大致分為 江戶切子 與 薩摩切子 兩種流派。第一則影片中 藤本幸治 的作品屬於江戶切子,其注重的是透明度與精細的刻花雕工技術,藉由高折射率來色散出不同的光澤

薩摩切子的工藝則是江戶末期的薩摩藩主邀請江戶的玻璃工藝師傅來薩摩(現今的鹿兒島一帶)傳授,被尊崇為幕末四賢侯之一的島津齊彬並將薩摩切子的玻璃工藝納入旗下的官方事業「集成館事業」(註:其為近代日本西化工業的起源,事業體包含造船、冶煉、紡織、軍事工業、電信技術、玻璃製造等)。使薩摩切子開始受到重視,變成進獻給王公貴族的貢禮,也是篤姬的嫁妝之一。

薩摩切子與江戶切子的差異是前者加入有色玻璃來呈現暈染的效果,這是在透明玻璃表面或夾層鋪上有色玻璃,然後才進行雕刻,從而創造出多層次暈染的特色

氧化鉛是用於切割的玻璃中必不可少的成分,所有要透過切割裝飾的玻璃常添加氧化鉛,除了能有效避免在切割時造成破裂,更能提高其折射率 。普通的鈉鈣玻璃之折射率約為n = 1.5,添加佔比40%氧化鉛之後,折射率則可高達1.8。由於提高折射率會具有較小的臨界角,若再加上適當的切割方式,入射光在內部就很容易造成 內全反射 現象,從而提升光束在透出前於內部所行經的路徑總長度。加上折射率的提高能增加色散的程度,因此就容易創造出繽紛多采的絢麗閃光效果。

切割玻璃的歷史可追溯到公元前1500年的古埃及,據信當時已有使用金屬鑽頭切割所裝飾的各種玻璃容器。公元前六世紀的羅馬人、亞述人和巴比倫人都已經掌握了這種裝飾藝術,隨後傳至君士坦丁堡與威尼斯,並在16世紀末傳到布拉格。十八世紀初期這項藝術也傳播到不列顛群島,下則影片中的雕刻玻璃則是1904年在世界博覽會中所展示的藝術品。

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