雷雕日曆與時鐘 — 功能性藝術品設計

前言

雷雕最讓我著迷的一點，是它能做出「功能性藝術品」——不只是掛在牆上看的裝飾，而是每天都會用到的實用物品。日曆和時鐘就是這個概念的最佳體現。

我做過好幾個雷雕時鐘送朋友，每一次都帶來很大的成就感。看到一塊平凡的木板經過設計和雷切，變成一個既美觀又精準指示時間的裝置，那種感覺真的很棒。

這篇文章會分享我在設計雷雕日曆和時鐘時的經驗和心得，從結構設計到材料搭配，希望能幫助你也做出自己的功能性雷雕作品。

日曆結構設計

萬年曆的類型

用雷雕做的日曆通常是「萬年曆」——不像紙本月曆一年用完就丟，而是可以手動調整、年年重複使用。常見的結構有：

旋轉式萬年曆：

三個同心圓盤：外圈月份、中圈日期、內圈星期
每天手動旋轉日期和星期
結構最簡單，也最優雅

滑塊式萬年曆：

用滑軌讓月份和日期的標示牌移動
可以做成直立的桌曆

翻牌式萬年曆：

類似老式機場的翻牌顯示器
需要更複雜的機構，但視覺效果最好

旋轉式萬年曆的設計

我最推薦從旋轉式開始，因為它結構簡單、製作成功率高、外觀效果好。

設計要點：

外盤（底盤）： - 直徑約 150-200mm - 雕刻或鏤空月份名稱（1-12 月） - 有一個小窗口顯示日期和星期中盤（日期盤）： - 直徑比外盤小 20mm 左右 - 圓周上刻 1-31 的數字 - 用中心軸固定，可旋轉

內盤（星期盤）： - 直徑比中盤再小 20mm - 刻一二三四五六日 - 同樣用中心軸固定

SVG 設計範例

import svgwrite
import math

def perpetual_calendar(filename):
    dwg = svgwrite.Drawing(filename, size=('200mm', '200mm'),
                           viewBox='-100 -100 200 200')

cx, cy = 0, 0

# 外盤 - 月份
    outer_r = 90
    dwg.add(dwg.circle((cx, cy), outer_r,
                         fill='none', stroke='black', stroke_width=0.3))

months = ['一月', '二月', '三月', '四月', '五月', '六月',
              '七月', '八月', '九月', '十月', '十一月', '十二月']

for i, month in enumerate(months):
        angle = math.radians(i * 30 - 90)  # 從12點方向開始
        tx = cx + (outer_r - 8) * math.cos(angle)
        ty = cy + (outer_r - 8) * math.sin(angle)

text = dwg.text(month, insert=(tx, ty),
                        text_anchor='middle',
                        font_size='4px',
                        font_family='sans-serif')
        # 旋轉文字以沿圓弧排列
        text.rotate(i * 30, center=(tx, ty))
        dwg.add(text)

# 顯示窗口（外盤上的鏤空）
    window_angle = math.radians(-90)  # 12 點方向
    wx = cx + (outer_r - 25) * math.cos(window_angle)
    wy = cy + (outer_r - 25) * math.sin(window_angle)
    dwg.add(dwg.rect((wx - 12, wy - 4), (24, 8),
                      rx=1, ry=1,
                      fill='none', stroke='red', stroke_width=0.3))

# 中盤 - 日期
    mid_r = 65
    dwg.add(dwg.circle((cx, cy), mid_r,
                         fill='none', stroke='black', stroke_width=0.3))

for i in range(31):
        angle = math.radians(i * (360/31) - 90)
        tx = cx + (mid_r - 5) * math.cos(angle)
        ty = cy + (mid_r - 5) * math.sin(angle)
        dwg.add(dwg.text(str(i + 1), insert=(tx, ty),
                          text_anchor='middle',
                          font_size='3.5px',
                          font_family='monospace'))

# 內盤 - 星期
    inner_r = 40
    dwg.add(dwg.circle((cx, cy), inner_r,
                         fill='none', stroke='black', stroke_width=0.3))

days = ['一', '二', '三', '四', '五', '六', '日']
    for i, day in enumerate(days):
        angle = math.radians(i * (360/7) - 90)
        tx = cx + (inner_r - 6) * math.cos(angle)
        ty = cy + (inner_r - 6) * math.sin(angle)
        dwg.add(dwg.text(day, insert=(tx, ty),
                          text_anchor='middle',
                          font_size='5px',
                          font_family='sans-serif'))

# 中心軸孔
    dwg.add(dwg.circle((cx, cy), 2.5,
                         fill='none', stroke='black', stroke_width=0.3))

dwg.save()

perpetual_calendar('calendar.svg')

組裝方式

三個盤片的疊放順序：底盤（月份）→ 中盤（日期）→ 內盤（星期）。

連接方式有幾種：

螺絲+墊片：最簡單，用 M5 螺絲穿過中心，每層之間放塑膠墊片
木釘：更美觀，用短木釘作為中心軸
磁鐵：在每層背面嵌入小磁鐵，靠磁力固定但仍可旋轉

時鐘設計

時鐘機芯的選擇

雷雕時鐘的核心零件是時鐘機芯（clock movement）。這是一個小型的石英時鐘模組，通常包含：

機芯本體（約 55 × 55 × 15mm）
時針、分針、秒針
一顆 AA 電池的電池座
掛鉤

選購時的關鍵參數：

軸心長度（shaft length）：這決定了你的面板可以多厚。

– 短軸：適合 3mm 以下的面板
– 中軸：適合 3-6mm
– 長軸：適合 6-10mm
– 超長軸：適合 10mm 以上

指針長度：需要配合你的錶面直徑

– 時針通常是分針的 60-70%
– 秒針通常比分針再長一些

靜音機芯 vs 一般機芯：靜音機芯的秒針是連續滑動的，不會有「滴答」聲

鐘面設計原則

好的鐘面設計要在美觀和可讀性之間取得平衡。以下是我歸納的設計原則：

刻度設計：

12 個小時的主刻度要明顯，可以用較粗的線或雕刻文字
60 個分鐘刻度可以用細線或點表示
15 分鐘（3、6、9、12）的刻度可以加強

數字 vs 符號：

阿拉伯數字：最易讀
羅馬數字：更有裝飾性（注意：鐘面上的 4 通常寫成 IIII 而非 IV）
純刻度無數字：最簡約

鏤空設計：

在刻度之間做 Voronoi 或幾何鏤空，背後放彩色壓克力
或者整個鐘面鏤空，只留數字和外框

時鐘 SVG 設計

import svgwrite
import math

def clock_face(filename, diameter=250, style='modern'):
    r = diameter / 2
    dwg = svgwrite.Drawing(filename,
                           size=(f'{diameter}mm', f'{diameter}mm'),
                           viewBox=f'{-r} {-r} {diameter} {diameter}')

# 外圈（切割線）
    dwg.add(dwg.circle((0, 0), r - 1,
                         fill='none', stroke='black', stroke_width=0.3))

# 中心軸孔（直徑約 8-10mm，視機芯而定）
    dwg.add(dwg.circle((0, 0), 4.5,
                         fill='none', stroke='black', stroke_width=0.3))

if style == 'modern':
        # 現代風格：只有 12 和 60 分鐘刻度
        for i in range(60):
            angle = math.radians(i * 6 - 90)

if i % 5 == 0:
                # 小時刻度（粗線）
                inner = r - 20
                outer = r - 8
                width = 0.8
            else:
                # 分鐘刻度（細線）
                inner = r - 12
                outer = r - 8
                width = 0.3

x1 = inner * math.cos(angle)
            y1 = inner * math.sin(angle)
            x2 = outer * math.cos(angle)
            y2 = outer * math.sin(angle)

dwg.add(dwg.line((x1, y1), (x2, y2),
                              stroke='black', stroke_width=width))

# 數字（只顯示 12, 3, 6, 9）
        key_hours = {12: (0, -r + 30), 3: (r - 30, 0),
                     6: (0, r - 30), 9: (-r + 30, 0)}

for hour, (x, y) in key_hours.items():
            dwg.add(dwg.text(str(hour), insert=(x, y + 3),
                              text_anchor='middle',
                              font_size='12px',
                              font_family='Helvetica, sans-serif',
                              font_weight='bold'))

elif style == 'roman':
        # 羅馬數字風格
        roman = ['XII', 'I', 'II', 'III', 'IIII', 'V',
                 'VI', 'VII', 'VIII', 'IX', 'X', 'XI']

for i, numeral in enumerate(roman):
            angle = math.radians(i * 30 - 90)
            tx = (r - 25) * math.cos(angle)
            ty = (r - 25) * math.sin(angle)

text = dwg.text(numeral, insert=(tx, ty + 2),
                             text_anchor='middle',
                             font_size='8px',
                             font_family='Times New Roman, serif')
            dwg.add(text)

dwg.save()

clock_face('modern_clock.svg', style='modern')
clock_face('roman_clock.svg', style='roman')

時鐘機芯的安裝

安裝步驟：

鐘面板的中心孔：直徑 8-10mm（依機芯軸心粗細而定）
機芯固定：

– 從背面將機芯軸心穿過中心孔
– 用附贈的螺帽從正面鎖緊
– 或用熱熔膠從背面固定機芯本體

安裝指針：

– 先裝時針（壓入軸心的最內圈）
– 再裝分針（壓入中間圈）
– 最後裝秒針（壓入最外圈，通常有個小螺帽固定）

裝電池測試

重要：安裝指針前，先把時間調到 12:00，確保三根指針都指向 12 的方向。這樣日後調時間才不會錯位。

材料搭配

木材 + 壓克力

這是我最喜歡的組合。深色的木材（如胡桃木）搭配半透明的壓克力，視覺效果非常好。

做法：

木材做鐘面主體（刻度和數字用雕刻或鏤空）
壓克力做底板（放在木材後面）
鏤空的部分會透出壓克力的顏色

多層壓克力

純壓克力的做法是疊加多層不同顏色的壓克力：

底層：不透明白色或黑色壓克力
中層：透明或半透明彩色壓克力
頂層：鏤空設計的不透明壓克力

混合材料

更進階的搭配：

金屬片（薄銅板或薄鋁板）雷切數字
皮革做背板
混凝土灌模做底座

設計變化

文字時鐘（Word Clock）

不用數字，改用文字描述時間。例如顯示「三點十五分」：

現 在 是 一 二 三 四 五
六 七 八 九 十 十 一 二
點 整 十 二 三 四 五 分
半 過 差 分 鐘 早 午 晚

把所有可能用到的字都排列在鐘面上，用 LED 從背面打光。當前需要的字就亮起來。這需要搭配 Arduino 和 LED 矩陣。

齒輪時鐘

讓齒輪外露，成為裝飾的一部分。實際上這些齒輪不需要真的帶動時鐘運轉（機芯是石英的），只是裝飾性的齒輪，可以用手轉動。

月相時鐘

加入一個額外的圓盤，用大約 29.5 天轉一圈來顯示月相。需要自己設計減速齒輪機構，或使用特殊的月相時鐘機芯。

實用小提示

掛牆安裝：在鐘面背面留一個鎖孔（keyhole）造型的開口，可以掛在牆上的螺絲上
防塵：如果鐘面有鏤空，灰塵會進入。可以在背面貼一層透明壓克力
電池更換：機芯要能從背面取下更換電池，不要把機芯黏死
重量平衡：如果鐘面的設計不是完全對稱的，要注意重心，否則掛起來會歪
指針長度：自製指針的末端不要超過外框太多，否則轉動時可能卡到

小結

雷雕日曆和時鐘是非常適合送禮的作品。它們實用、美觀，而且每個人每天都會看時間——你的作品會持續地出現在朋友的生活中。

從設計的角度來看，時鐘是一個很好的練習對象。它有明確的功能需求（讀取時間），這些需求會自然地約束你的設計決策。在約束中創作，反而能激發更多的創意。

前言