实景拍摄，让你了解从人工雕刻到机械制模的变迁

众所周知，金银币生产是一个工艺要求高、流程环节复杂、人工技能与技术设备完美结合的加工制造过程。金银币生产过程中，需要经过多道工序：

首先，设计师要将平面画稿上的图案用油土（油土：一种特制的用于雕塑的泥）雕塑成浮雕，然后再用石膏拓出阴文的浮雕石膏型进行修整，再用修整过的阴文石膏拓出阳文石膏，然后再修整。如此反复多次，获得满意的阳文石膏模型。其次，将石膏模型用一些特殊的方法，转换成可用于雕刻机加工的雕刻模型，用雕刻机将雕刻模型上的立体图案按比例缩刻到另一个金属模坯上，形成原模。

油土

雕刻完成的原模，再通过修整、机加工、热处理、翻压复制等工序，制作出多个二元模，到此，模种的制作工作才完成，这时就可以把原模入库永久保存起来了，而通过它制作出的二元模，就被用来翻压复制生产需要的多个工作模，用于生产纪念币。

制作模具

当然实际生产模具制作过程没有以上叙述的那么轻松，每一枚精美的纪念币，包含了设计师、工程技术人员和工人师傅大量的创造性辛勤劳动，是他们的智慧和技能的结晶。随着科学技术和互联网的发展，国内的金银币生产技术也发生了巨大变化。这里面发展最快的是雕刻技术。

现在的雕刻技术已经淘汰了很多传统的工艺，比如手雕。2000年以前的那段时间，手雕还很被推崇。当时有两种制模方法，一种是手雕，还有一种是机雕。

机雕是指由专业的雕塑师用前文所述的常规方法制作油土浮雕，逐步转换为雕刻模型，然后上雕刻机，雕刻出原模的过程。

机雕

手雕则是雕刻技师根据平面图稿，借助自制的雕刻工具，直接在一段钢坯料上手工雕刻出浮雕的过程，这需要雕刻技师有非常高的手艺和金属雕塑功底。

手雕

十几年前，电脑技术还没有现在这样发达，尤其汉字字库还不丰富。当时，做一个币需要设计人员在一个平板上把字勾好，然后腐蚀加工。一个钢模雕刻出来后，钢模上的文字是靠手工后雕刻上去的。现在有一些社会企业，还用这个技术雕一些简单的二维图形。现在用电脑雕刻的字都比过去的字漂亮，整齐划一，但是同时也带来了一个问题，过去手工雕琢的模具，不太容易出现问题，电脑雕刻出来的字很锋利、规矩，尖角是尖角，这种尖锐的地方，最容易产生

金属的疲劳裂纹，而手工雕刻往往会自然而然避免这样的问题。

那时，机械雕刻要使用一些雕刻模型，比如铜质模型、牙托粉模型、环氧树脂模型等，使用的雕刻机是机械仿形雕刻机，要注重设计浮雕的比例，所以工艺要比现在复杂得多。要事先计算好缩刻比，比如熊猫币从1盎司银币做到20盎司金币时，它的跨度很大。还有1公斤银币的跨度则更大，1公斤银币外径是100毫米，最小的金币外径是14毫米，图文高度落差很大，这就需要工艺人员设计合理的缩刻比例。如果设计不好，会出现图文、细节缺失的现象。当时有一些具体的规定，比如说石膏要做到直径是多少，最大缩刻比不小于多少等等。

缩刻

同时，最大的浮雕高度一定要量好，不能做得过高或过低。过低之后缩刻比大的话，最小的图文雕不出来；做得过高（当时雕刻机的压缩比最大只有15倍），缩雕后图文还是偏高，会给后继纪念币生产带来问题。那就需要两次雕刻，再缩雕一次。

前面我们说到雕刻模型，在金银币生产过程中，有一个较原始的典型工艺是铸造铜质雕刻模型，叫作电铸。具体是用石膏模型作为一个电极，另一电极挂的是一个电解铜板，这个石膏经过特殊处理具有导电性，让铜通过电离的方式，把铜离子沉积在石膏上。通常需要3天才能沉积到3毫米左右厚度。沉积3天成型后，要把铜型敲成一个较平或有特殊凹凸要求的形状，这是为后继机械雕刻做准备的。由于这个铜型较薄，并且直径较大，容易变形，因此后面还要铺上石膏加强，铺的石膏量也要合适才行，铺少了，石膏从湿到干有一个变形过程，铜型会发生变形，导致雕刻最终失败。铜型这种工艺，现在有能力做的只有几个老造币厂，其他社会企业恐怕都没有这个技术。

石膏模

后来上海造币有限公司（原上海造币厂）首先采用牙医用的牙托粉，来做雕刻模型。把阴文石膏做出来之后，再把牙托粉按配比浇上去，待其变硬之后取下来之后就是阳文。然后再把这个型上车床，车平背面，再去雕刻。我们国家早期的有些币是用这个方法雕出来的，比如翠鸟纪念币等。不过这种雕刻型也有很大的缺点，牙托模型在成型的过程中变形很大，难以控制，需要雕刻机操作者下很大的工夫修正。

国际上常用环氧树脂做雕刻型，环氧树脂变形量很小，所以我们也尝试进行试验。石膏图文与环氧树脂型拓出来的图文吻合很好，再放到烘箱里去烘，出来之后就比较硬。和牙托粉相比，环氧树脂雕刻型则较好控制。这一试验成果，为雕刻创造了较好的条件。后来这个技术也传到了国内其他造币厂，他们研究和使用的比我们还好。但这个技术也有缺点，这种型硬度不高。可能雕刻一遍就会划坏了，没有办法保留，雕一遍之后这个型就会报损。

随着数控加工技术的普及，国内的金银币雕刻设备也随之发生了很多变化。现在已基本上不需要制作上面所说的几种雕刻模型了，在电脑中用一些专业软件，就可以制作出我们需要的电子数据雕刻模型，我们称其为“电子型”，工作效率、精准程度都有了质的飞跃。

深圳国宝造币有限公司建厂的时候，已经拥有最早的平面雕刻数控机床，后来又引进了专业的三维数控雕刻机床。但由于共同的原因：它们都是用一个专门的高速主轴，安装在立式机床上，并配备了数控系统来实现数控雕刻功能，所以它就有一个高速主轴与机床的装配问题，其精度和刚性不能完全满足我们的模具雕刻要求。后来加工中心开始走入中国市场，逐渐被我们国家很多技术领域采纳。当时市场上见到的加工中心主轴转速不够高，一般都是每分钟两万转以下。

机雕工作室

说到雕刻一定要有切削速度，速度太小就无法雕刻。1999年，我就看到了高速加工中心，主轴转速已经达到了3万到4万转，这就适合我们雕刻了。我们雕刻的刀头是一个很细的尖，如果没有一定的转速，这个尖的切削速度上不来，这个切削速度是和刀具的直径有关的。从切削原理来说，刀具是圆的，切削速度是指刀头径切向的速度，和直径是有关的，直径越大切削速度越快。如果刀头直径很小的话，就必须用非常高的转速才可以达到这个切削的速度。金属切削的原理是，如果达不到它的切削速度，一方面切削表面会很毛糙，另外也会产生积屑瘤（或者说因为积屑瘤而使加工件表面很毛糙），就是金属会熔焊在车刀上，这样就会使刀具的角度发生变化，越来越钝。带有高速主轴功能的高速加工中心，满足了对高速切削的要求。为此，我们引进了这种高档的加工中心， 解决了雕刻问题， 并配合ArtCam、ProE等软件，很好地解决了高精度模具雕刻问题。Ar tCam是一个三维的造型软件，现在电脑三维浮雕设计几乎都被它垄断。

现在已经可以使用手工的触屏，在电子屏上画并进行修改，以后也许会代替手工制作。还有一个发展方向就是激光雕刻，激光雕刻之前一直不成熟，但现在发展水平在提高，激光雕刻会产生更多新工艺。现在从硬件上来说，激光雕刻还不是最完善，但是雕刻模具的发展从手雕到机械，激光雕刻可以说是未来的发展方向。