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      從長江鋼琴所采用的第三代碳纖維擊弦機說起

      文章出處:網絡責任編輯:管理員人氣:發表時間:2015-06-21【




      中國最高端的民族品牌----長江鋼琴,采用第三代碳纖維超反應擊弦機,已經推出,反響強烈,先后奪得數個金獎,第三代碳纖維擊弦機的優越性毋庸置疑,下面就技術性能做一個詳細的介紹,以飧閱者。

      第三代碳纖維鋼琴擊弦機,在國外發達國家已經非常普及,中國市場最先是通過日本KAWAI原裝鋼琴了解到第三代碳纖維擊弦機的這個概念。 其實,在歐美,技術更先進的公司還有諸如STEINWAY&SONS,MASON&HAMLIN,WNG,LANGER,KAWAI。這些世界第一流的樂器公司最先采用尖端材料的創新設計,一直不斷地在改變著現代鋼琴擊弦機所固有的觀念、期望、材料、設計、維護等方面。

      碳素纖維又稱碳纖維(Carbon Fiber,簡稱CF)。在國際上被譽為“黑色黃金”,它繼石器和鋼鐵等金屬后,被國際上稱之為“第三代材料”,因為用碳纖維制成的復合材料具有極高的強度,且超輕、耐高溫高壓。碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為230~430Gpa,亦高于鋼。 123,123

      碳纖維擊弦機,也稱為第三代超反應擊弦機。(注:ABS是第二代擊弦機。)

      據美國加州州立理工大學的實驗結果。第二代擊弦機與傳統木制材料相比,強度提高50%,耐候性提高30倍,尺寸統一性(精度)提高18%。而第三代碳纖維擊弦機強度比第二代要高75%。

      第三代超反應碳纖維擊弦機具備優點:

      1. 反應更快!(回鍵速度提高25%,意味著連擊速度可達驚人的9~10次/秒,僅次于三角琴)
      2. 力量更強!(強度提升,硬度加強,是能量獲得更有效的傳遞)
      3. 可控性佳!(精密的設計,使彈奏更具有可控性)

      下面給有興趣了解最先進鋼琴制作材料科學的消費者做較為詳細的介紹, 感謝在國際著名的WNG公司任職多年的好朋友提供的素材。

      第三代碳纖維超反應擊弦機的產生及優勢: 123,123

      木質材料VS復合材料

      材料科學已經在過去的100年里取得了難以置信的進步,唯有木質材料還獨存于今天的鋼琴擊弦機中,在科技非常發達的今天,木質擊弦機的種種弊端已經暴露的淋漓盡致。



      材料

      近代,當歐美發達國家的一流鋼琴制作專家,開始構思設計新型鋼琴擊弦機時,他們很快發現木頭、呢料軸襯和傳統材料不是那么好而且最終會阻止能量的釋放,了解到這些后,這些一流專家決定擯棄傳統的鋼琴擊弦機材料并使用那些更堅硬、放心、耐用且只需要低維護的最新科技材料。



      先進的復合材料

      第三代碳纖維擊弦機的核心和主干材料是上圖黑色的復合材料,這不要混淆于普通塑料,圖中這種復合材料(碳纖維)要比木質材料更加堅硬耐用。這種力量造就了鋼琴制作的突破性設計,這種設計效果是使用木質材料所無法達到的。 123456



      堅硬的軸襯

      因為軸襯是鋼琴擊弦機中一個非常重要的零件,而第三代碳纖維擊弦機使用的是一種新型很堅硬且稠密的材料作為其軸襯。這種材料不僅完全不透水,還能保持非常穩定的針扭矩和經過一千八百萬次敲擊后仍有的統一性。軸襯以合適的緊度在鋼琴擊弦機中運作太緊的話針就不能轉動;過于寬松又會導致針晃動不停;阻力的任何變化都會直接影響到鋼琴的觸感。傳統木質擊弦機使用的是呢料軸襯,因此很容易受潮,也容易因季節變化吸收濕度情況而膨脹或收縮。這不僅會導致鋼琴觸感不靈敏和不一致,也使得調整一臺鋼琴變得非常麻煩。

      每天都會有越來越多的人,都會發現新型復合材料的擊弦機具有驚人的清晰度、一致性與響應性。
      本文來自123

      設計

      這種復合性材料的使用為這些歐美發達國家的擊弦機公司,開啟了世界設計領域的“大門”。

      他們使用的材料不再僅限于木材質地、轉而創造出高度可定制、適應性強的擊弦機部件,而且幾乎能夠滿足任何翻新及維護需要。

      減少的旋轉力量

      第三代碳纖維擊弦機,利用先進復合材料的設計靈活性,已經把聯動器中心重力移向了中心軸。這種轉變大大減少了聯動器的轉動力量,并使人們在彈奏時更輕便,這是使用木質材料所不可能達到的效果。

      雙面氈制頂桿

      第三代碳纖維擊弦機的頂桿和復合材料頂桿上的勺子都是氈制的,這樣的話就可以在使用擊弦機時盡可能的沒有噪音。

      可定制的系統

      123456


      歐美發達國家的擊弦機公司已開發并整合了幾個集成系統以裝進擊弦機部件,這樣就使它們不僅適用于任何鋼琴,還讓翻新師們能夠解決無數的擊弦機幾何問題。此外,這些系統還讓鋼琴家們能獲得一種更為具體的觸覺或感覺,翻新師們也能很容易地調整鋼琴達到鋼琴家們所需要的性能。

      可定制的底座

      新型的碳纖維擊弦機,可以有9種不同的底座,在1/2MM的增量中有14種可選位置-----一個令人難以置信的126種可能組合。

      可供選擇的可粘型底

      可供選擇的可粘型底,第三代碳纖維擊弦機公司,生產可供選擇可粘的粘型底呢。在傳統的擊弦機中,如果需要添加一個底呢,將不得不購買一整套全新的聯動器,或者如果想把它取下來,就不得不對其做一個不可逆轉的改變。碳纖維擊弦機公司的底呢系統是專門設計來解決這個問題的,它能在不損壞聯動器的情況下取下或粘上底呢。

      123456



      3種規格的頂桿

      碳纖維擊弦機公司提供3種不同規格的頂桿來與大量不同種類的鋼琴相配。

      維護

      世界尖端材料于業內領先設計的完美組合
      碳纖維擊弦機公司創新性的鋼琴擊弦機不僅維護與管理成本最低,而且表演性能也很棒。

      堅硬的軸襯

      碳纖維擊弦機,使用的是一種專門開發的完全不受外界濕度環境影響的硬質軸襯材料,并且也不需要每個季節都去校準。傳統的鋼琴擊弦機使用的是一種“熱脹冷縮”的呢料軸襯,這就需要在鋼琴中保持觸感的一致性而做頻繁的修理。



      合成麂皮

      新型碳纖維擊弦機的鼓輪材料是鋼琴界已使用了超過20年的一種合成材料,且經證明這種材料的鼓輪比傳統麂皮鼓輪的使用壽命更長。此外,這種合成材料比普通麂皮料更滑潤,還不會變干或者發出聲響。
      內容來自123456


      自動潤滑表面

      新型碳纖維擊弦機的先進復合材料, 另一個優點就是其平衡桿、頂桿和頂桿觸頭都不需要潤滑、木質鋼琴擊弦機需要用以石墨涂料或聚四氯乙烯潤滑劑以保持正常運作,然而這些涂料在使用中會逐漸磨損掉,進而使得木質擊弦機需不斷重新添加潤滑劑以保持其正常工作。

      不銹鋼彈簧

      新型碳纖維擊弦機所有聯動器部件的彈簧都是不銹鋼的,這種不銹鋼彈簧相傳統擊弦機中的磷青銅彈簧而言要更穩定且張力持續時間更長。

      架軸上的螺絲很緊

      木質材料和呢料軸襯都會隨著季節的變化而擴張或收縮。然而,濕度并不會影響到木質擊弦機內部的架軸上的螺絲。當季節變化時,架軸上的螺絲就會松動。因為新型碳纖維擊弦機使用的是先進復合材料,其內部擊弦機是不受濕度所影響的,因此螺絲松動也將不再是一個麻煩事,并且從不需要重新上緊。 123456



      木質材料VS復合材料

      100年前,高爾夫球桿、網球拍、飛機和擊弦機部件都是由木頭制成。

      快速前進到今天,你會發現只有鋼琴擊弦機仍然是木頭制成。

      在過去的一個世紀里,成千上萬的創新和技術上的重大突破均已被發現很純熟,然而只有鋼琴擊弦機仍沿用早在19世紀就使用過的方式。

      為什么呢?

      出于對未知因素的考量,大多數生產擊弦機的公司都選擇不利用或簡單地忽略改進設計和材料,更不愿意偏離上個世紀的所謂尖端材料---木頭。



      精密的儀器

      一架鋼琴的擊弦機是由一系列的小零件相輔相成,如果其中某一個組件出了問題,那么就會迅速升級,影響整個音符,不言而喻,要構建一個可行、靈敏的擊弦機并能經得起時間的考驗,就必須使用一種既非常耐用又可行的材料。

      123,123



      未釋放的張力

      木材是一種“張力材料”,這就意味著其內部存儲有張力。隨著時間的推移,這種張力會被釋放、木材就會變形并且原來切過的地方會有變化。在一臺鋼琴擊弦機中,每個組件都有木頭制成且易受影響而改變,不過,受影響最大的部分還是頂桿和弦槌柄。

      頂桿微妙地與聯動器緊密相容的對齊。當頂桿的內部張力釋放后,它會很容易的就失離它在聯動器窗的位置并于平衡桿相接觸。這種接觸會產生摩擦力,從而導致音符無法彈奏。

      弦槌柄的張力釋放通常會導致其膠水粘的榔槌向左或者向右移動,這種移動不僅會影響到琴弦對齊(改變音符的音色),還往往會導致膠水粘的榔槌與其他榔槌相接觸,從而導致音符出現錯音或根本不能彈奏。

      盡管濕度的確會加快進程,但木頭釋放張力的時間表完全是未知的。因為木頭是有機材料,所以無法推算其年限,這有可能是一年也有可能是十年。無論如何,一旦它發生改變時,就必須為擊弦機校準,這也會增加鋼琴的維護成本。 內容來自123456

      濕度與架軸上的螺絲

      木頭是一種吸濕性的材料,這就意味這它很容易吸引水份。在夏天的時候,空氣中的濕度上升,木質擊弦機就會吸入水份,這將導致他們膨脹。在冬天,情況則相反---濕度會降低,因此木材變干并收縮,這種熱脹冷縮的循環不會造成很大的麻煩,然而并不是每個傳統擊弦機的零件都是由木頭制成的。

      壓縮形變

      例如連接鋁條與架軸的螺絲是金屬的,因此它們就不受濕度影響,當木質架軸沿著金屬螺絲四周膨脹時,它就會變得更緊并壓緊木頭,這就叫做壓縮形變。年末的時候,當濕度下降,木質架軸變干并縮小,就會永久性的沿著螺絲頭變得更小,因此螺絲現在是松散的并不會再貼住長條上的架軸,當彈奏時,它就會發出聲響,零件會擺動。出于此原因,大部分鋼琴技術人員會在定期調音同時收緊這些松動的螺絲。

      123456



      當然,來年夏天,濕度再次上升時,另一個壓縮形變就產生了,因為多年以來,這種壓縮形變一直在循環,架軸中的木頭就會永久的被破壞且不能恢復,因而導致一個昂貴的更換過程。

      木材硬度是不一致的

      每一塊木材的硬度都是極其不一致的,因為木頭是一種天然的有機材料(如,它會生長),所以無法精確地被創建或控制,這就導致其中的部分木頭或硬或軟,盡管它們可能看起來是一樣的,不幸的是,無論硬質還是軟木頭都被用來制作鋼琴擊弦機的,并且軟質木頭普遍多于硬質木頭。

      復合材料

      要想得到一個較好的鋼琴擊弦機,就要使用復合材料,不能混淆于簡單的塑料,復合材料是更高級并由兩種不同材料所組成的更先進的材料。通常,一種復合材料最開始是以一類塑料為基礎,這種材料雖堅硬,但太容易彎曲;于是對它加以纖維,從而增加硬度。這樣做的結果是,這種材料需要將兩種最好的材料合并成一種類似于像不銹鋼這樣的金屬合金材料。 本文來自123

      黑色圖標就是碳纖維擊弦機使用復合材料所制作出的聯動桿,它是一款可定制的、相當堅硬耐用且防水的一種材料,任何一種由該復合材料制成的部件都將不會再體驗“張力釋放”且不在隨著季節變化而膨脹或收縮,這就是制作鋼琴擊弦機最理想的選擇。

      精確的擊打

      對于音色,弦槌擊中鋼琴琴弦的最佳地方是極為重要的,這被稱為最佳擊弦點。最佳擊弦點是琴弦上會發出最清晰亦或是可能發出最大音量的一個點。一般來說,琴弦越長,最佳擊弦點的移動范圍就越大。因為高音弦比低音弦要短很多,因此它們的最佳擊弦點的移動范圍就要小很多----它是如此的小,以至于如果榔槌擊打琴弦時稍微偏離了這個點,音調和音量都將會戲劇性的降低。

      當木質擊弦機部件出現變化時,可能會導致弦槌無法擊中最佳擊弦點,導致音符聽起來很單調。像“敲打”一樣,此步驟用以彌補鋼琴音色,并使所有的音符都能在同一音量中被彈奏出來。同樣地、將彈奏性能很好的琴鍵向下彎,使其與那些彈奏性能較差的琴鍵相匹配。 內容來自123456

      美國有數百家音樂學院及大劇院等專業音樂機構在使用第三代碳纖維擊弦機,并得到了廣泛的認同,獲得了巨大的榮譽。碳纖維擊弦機作為當今高科技的藝術產品,昂貴的價格也會隨著普及率的提高逐漸進入到尋常百姓的家庭生活學習當中。

      在美國,使用第三代碳纖維擊弦機鋼琴的著名音樂院校和團體,參考名單如下:

      阿默斯特學院
      奧本大學
      波爾州立大學
      班夫中心
      貝林頓學院
      波士頓大學
      楊百翰大學
      巴特勒大學
      加州藝術學院
      加州州立大學
      薩達維爾大學
      中密歇根大學
      魁北克音樂戲劇學院
      康奈爾大學
      達特茅斯學院
      杜克大學
      東華盛頓大學
      佛羅里達州大學
      佐治亞州立大學
      格林內爾學院
      哈佛大學
      希爾斯代爾學院
      路易斯安那州大學 123456
      曼哈頓音樂學院
      馬歇爾大學
      邁阿密大學
      米德蘭大學
      新英格蘭音樂學院
      紐約音樂學院
      北伊利諾斯大學
      俄克拉荷馬大學
      皇后學院
      孟菲斯大學
      舊金山州立大學
      圣地亞哥州立大學
      南方平原學院
      南伊利諾伊大學
      圣-約翰費舍爾學院
      圣路易斯校區
      斯坦福大學
      蒙特利爾大學
      阿拉巴馬大學
      阿拉斯加大學
      加州大學伯克利分校
      中佛羅里達大學
      芝加哥大學
      辛辛那提大學
      科羅拉多大學
      芬利大學
      愛荷華大學
      肯塔基大學
      密歇根大學
      密西西比大學
      密蘇里大學
      林肯內布拉斯大學
      新墨西哥大學
      北卡萊羅納大學
      普吉港大學
      羅切斯特大學
      南佛羅里達大學
      德克薩斯大學
      太平洋大學
      猶他大學
      123456

      維多利亞大學
      麥迪遜威斯康辛大學
      約克大學
      范德堡大學
      華盛頓州立大學
      西佛吉尼亞大學
      韋頓學院
      紐約州聯合學區
      威爾伯萊特學院 
       

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