雷雕壓克力燈箱製作 — 側光導光的透明雕刻

前言

如果有人問我「雷切可以做什麼禮物最有誠意」，我的答案一律是：壓克力燈箱。

一塊透明的壓克力板，表面看起來什麼都沒有。但當底座的 LED 亮起來，光線從邊緣射入，經過雕刻處的散射，整個圖案就像魔法一樣浮現出來 — 線條發光、背景透明，效果乾淨又夢幻。

這個專案結合了光學原理、雷射雕刻技術和一點點木工，是非常適合入門者挑戰的完整專案。從設計到成品大約半天可以完成，材料成本不到三百塊台幣。

壓克力導光原理

全反射與散射

壓克力（PMMA）是一種透光率極高的材料，透光率可達 92%（比普通玻璃還高）。當光從壓克力的邊緣射入時，大部分光線會在壓克力內部發生全反射，不斷地在上下表面之間反彈前進。

關鍵來了：如果壓克力表面是光滑的，光線就乖乖地在裡面反射，什麼都看不到。但是，雷射雕刻會在表面製造微小的凹凸和裂痕，這些粗糙面會打破全反射條件，讓光線散射出來。

所以：

沒有雕刻的區域 → 光線繼續全反射 → 透明不發光
有雕刻的區域 → 光線被散射 → 發光

這就是壓克力燈箱的基本原理。雕刻越深，散射越強，亮度越高。

選擇壓克力的關鍵

必須用鑄造壓克力（Cast Acrylic）：鑄造壓克力雷雕後會呈現白色霧面，導光效果好
不要用擠出壓克力（Extruded Acrylic）：雕刻效果較差，散射不明顯
透明無色：效果最經典。有色壓克力也可以，但發光顏色會被壓克力本身的顏色影響
厚度建議 4-6mm：太薄導光距離短、亮度不均勻；太厚底座溝槽需要加寬

材料清單

| 品項 | 規格 | 用途 |
|——|——|——|
| 透明鑄造壓克力板 | 150x100mm, 5mm 厚 | 導光板主體 |
| 椴木合板 | 150x80mm, 5mm 厚 | 底座側板 x2 |
| 椴木合板 | 150x30mm, 5mm 厚 | 底座前後板 x2 |
| 椴木合板 | 150x80mm, 3mm 厚 | 底座底板 x1 |
| LED 燈條 | 暖白 / RGB, 12V | 光源 |
| USB 電源線 | 5V USB 轉 12V 升壓（或直接用 5V 燈條） | 供電 |
| 開關 | 小型撥動開關 | 開關燈 |
| 導線 | 若干 | 接線 |

如果你不想自己做底座，淘寶或蝦皮上搜「壓克力燈座」可以買到現成的 LED 底座，價格大約 50-150 元台幣。

設計圖案

設計原則

燈箱的圖案和一般的雷雕設計有些不同：

線條式圖案效果最好：細線條散射出的光線清晰銳利
避免大面積填充：大面積雕刻會讓那個區域整片發亮，失去細節
線條粗細控制對比：主要輪廓用較深的雕刻（亮），細節用較淺的雕刻（柔和）
留白很重要：透明的背景和發光的線條形成的對比，才是燈箱的美感來源

適合的圖案類型

線條插畫（人物、動物、植物的輪廓畫）
幾何圖案（曼陀羅、Sacred Geometry）
文字（書法、手寫字體）
地圖或建築輪廓
星座圖

在 Illustrator / Inkscape 製作

1. 建立畫布：150mm x 100mm（配合壓克力板尺寸）

下方留 15-20mm 空白（這部分要插入底座溝槽）
在上方區域繪製圖案
所有線條設為向量路徑
線條設為「線雕刻」模式（不是切割，也不是面雕刻）

照片轉線稿

如果你想把照片變成燈箱圖案：

在 Photoshop 或 GIMP 裡把照片轉成高對比黑白
用「尋找邊緣」濾鏡提取輪廓
在 Illustrator 裡用「影像描圖」轉成向量
手動清理多餘的線條

我自己比較偏好手繪風格的線條圖案，但照片轉線稿也能做出不錯的效果，特別是人像輪廓。

雕刻深度控制

這是燈箱製作中最關鍵的環節。雕刻太淺不亮，太深會讓壓克力碎裂或失去透明感。

參數建議（5mm 鑄造壓克力，60W 機器）

| 效果 | 模式 | 速度 (mm/s) | 功率 (%) | DPI |
|——|——|————-|———-|—–|
| 淺雕（柔光） | Raster | 350-400 | 10-15 | 300 |
| 中雕（主線條） | Raster | 250-300 | 15-22 | 400 |
| 深雕（高亮重點） | Raster | 200-250 | 22-30 | 400 |
| 線雕刻 | Line | 60-80 | 12-18 | – |

測試方法

在壓克力的邊角做一組測試：

雕刻幾條不同參數的線段
用手電筒從側面照壓克力
觀察哪組參數的線條亮度和清晰度最好
記錄最佳參數

注意事項

不要撕掉保護膜再雕：壓克力出廠時兩面都有保護膜，雕刻時保留正面的膜，它可以防止煙燻殘留在表面
雕刻面朝上：雕刻在壓克力的正面（展示面），讓雕刻痕跡散射的光線直接面向觀看者
切割外框：雕刻完成後，在同一次操作中切割壓克力的外框。先雕刻、後切割

底座設計

基本結構

底座的功能是：固定壓克力板 + 容納 LED + 穩固站立。

最簡單的底座由五片板材組成：

┌─────────────────┐
        │    前板          │   ← 有溝槽，插入壓克力
        │  ┌───────────┐  │
        │  │  LED 燈條  │  │
        │  └───────────┘  │
        └─────────────────┘
         \               /
          \   底板      /
           \           /
   左側板    └─────────┘   右側板

溝槽設計

前板（或前後板都做）上需要一道溝槽，讓壓克力板插進去：

溝槽寬度 = 壓克力厚度 + 0.3mm（容差）
溝槽深度 = 10-15mm（壓克力插入的深度）
溝槽位置：前板上方，居中

如果底座用 5mm 木板，溝槽就不能直接在一片板上切（因為 5mm 的板要切出 5.3mm 的溝太窄了）。解決方案：

方案 A：用兩片薄板夾出溝槽

前板 = 板A (2mm) + 間隔 (5.3mm 空隙) + 板B (2mm)

方案 B：在底座頂部用卡榫結構夾住壓克力

// OpenSCAD 底座溝槽設計
slot_width = 5.3;   // 壓克力厚度 + 容差
slot_depth = 12;

difference() {
  cube([150, 30, 5]);  // 前板
  translate([10, -1, (5 - slot_width)/2])
    cube([130, slot_depth + 1, slot_width]);
}

卡榫組裝

底座的五片板材用 finger joint 卡合：

指接榫寬度：8mm
每邊 3-5 個指接榫
記得加上 kerf 補償（通常 0.1-0.15mm）

LED 燈條選擇

類型選擇

| 類型 | 電壓 | 特點 | 適用場景 |
|——|——|——|———-|
| 暖白 LED 燈條 | 12V | 溫暖柔和，適合送禮 | 經典燈箱 |
| 冷白 LED 燈條 | 12V | 清冷銳利，科技感 | 幾何圖案 |
| RGB LED 燈條 | 12V | 可變色，附遙控器 | 氣氛燈 |
| USB LED 燈條 | 5V | 直接 USB 供電，方便 | 桌面擺飾 |

安裝方式

量測底座內部寬度
裁切燈條（LED 燈條上有裁切標記，務必在標記處剪）
用雙面膠或 3M VHB 膠帶黏在底座內部，正對壓克力底邊
焊接電源線到燈條接點
穿過底座背板的預留孔洞

接線

USB 5V 電源 → 開關 → LED 燈條 (+/-)
                  ↑
            從底座背板穿出

如果用 12V 燈條，需要一個 USB 轉 12V 的升壓模組，或直接用 12V 變壓器。5V USB 燈條最方便，直接插行動電源就能用。

組裝步驟

Step 1：雷切所有零件

一次把所有零件切好：

壓克力板（雕刻 + 外框切割）
底座五片板材（含溝槽和卡榫）

Step 2：清理零件

壓克力：撕掉保護膜，用酒精擦拭表面
木板：用砂紙（240 號）輕磨邊緣去除焦痕

Step 3：組裝底座

先把左右側板和底板卡合
裝入前板（有溝槽的那面朝上）
安裝 LED 燈條
焊接接線、穿過背板
裝上背板
如果卡榫夠緊，不需要上膠；如果有點鬆，用白膠固定

Step 4：插入壓克力

把雕刻好的壓克力板輕輕插入底座溝槽。如果太緊，用砂紙輕磨壓克力邊緣；如果太鬆，在溝槽裡墊一小條紙。

Step 5：測試

插上電源，開燈。在暗處觀察效果：

圖案是否清晰？
亮度是否均勻？
有沒有光線外漏？

如果底部漏光嚴重，可以在壓克力插入底座的部分（下方 15mm）貼一層不透明膠帶遮蔽。

進階技巧

漸層亮度

想讓圖案有漸層效果，可以在設計時調整雕刻密度：

密集的線條 = 大面積散射 = 較亮
稀疏的線條 = 少量散射 = 較暗
用 hatching（平行線填充）來模擬灰階

雙面雕刻

壓克力兩面都可以雕刻，兩面的圖案會同時發光，產生有趣的層次感。但要注意對位精準度。

RGB 漸變

用 RGB 燈條搭配 Arduino，可以讓燈箱自動變色：

// Arduino RGB 漸變簡易程式
int redPin = 9;
int greenPin = 10;
int bluePin = 11;

void setup() {
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 紅 → 綠
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(redPin, 255 - i);
    analogWrite(greenPin, i);
    delay(10);
  }
  // 綠 → 藍
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(greenPin, 255 - i);
    analogWrite(bluePin, i);
    delay(10);
  }
  // 藍 → 紅
  for (int i = 0; i <= 255; i++) {
    analogWrite(bluePin, 255 - i);
    analogWrite(redPin, i);
    delay(10);
  }
}

多片組合

用幾片壓克力板前後排列，每片雕刻不同圖層（例如前景、中景、背景），加上不同顏色的 LED，可以做出有景深的立體燈箱。

小結

壓克力燈箱是一個完美的入門專案：

技術門檻適中（只需要基本的雷雕技能）
材料成本低（兩三百元就能做一個）
成品效果驚豔（暗處真的很漂亮）
個人化程度高（圖案完全自訂）

做完第一個之後，你大概會忍不住想繼續做第二個、第三個 — 因為每換一個圖案就是一個全新的作品。朋友生日、情人節、畢業禮物，壓克力燈箱都是殺手級的手作禮物。

下一篇我們要挑戰更複雜的空間感 — 多層堆疊雷雕立體作品，把平面的 2D 切片組合成 3D 的視覺效果。

前言