[發明專利]由純碳纖維板制成鋼琴共振板

無效

• 申請號: 201010192132.0
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN101872608A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 趙振偉;周萬昊
• 申請（專利權）人: 趙振偉;周萬昊
• 主分類號: G10C3/06
• 分類號: G10C3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及樂器的制造技術，具體涉及一種用純碳纖維板制成鋼琴共振板的設計和制造技術。

背景技術

鋼琴音板作為鋼琴聲音的靈魂，是決定鋼琴音色，音量的重要組成部分之一。現有鋼琴音板主要包括共振板和肋木。

現有的鋼琴的共振板通常采用優質木材，為一塊薄的板片，一般是由80到100毫米寬的板條拼粘而成。對用作樂器共振板的木材的要求不同于其他木材應用領域，它不但要求木材不能有開裂、節子、蟲眼等缺陷，而且對木材的密度、年輪寬度、年輪數及微觀特征等都有具體的要求。

在共振板的橫年輪方向上粘著肋木，即在共振板的背面粘貼著依照一定間距和斜度排列開來的特殊形狀的木條。由于聲波在木材中順年輪方向的傳播速度為5000m/s左右，快于橫年輪方向的傳播速度1450m/s，為了使聲波以最快的速度沿著整個音板傳播，并且使整個音板均勻地振動起來，就要使聲波在順年輪方向和橫年輪方向的傳播速度的差距盡可能地縮小，肋木的存在，在很大程度上降低了共振板順紋理與橫紋理方向之間振動傳播速率的差異。

歸納起來，實木材料做共振板的優點是：根據不同品質木材，傳音效果不同，但整體傳音效果、音質保持性能優于復合材料；缺點：抗張力、抗溫度濕度性能較復合板差，經過嚴格篩選、成型、干燥處理后，可以保證品質優良，這對選材和技術的要求較高，大大提高了造價。并且由于處理的方法或程度不同，仍不能避免濕度和溫度的變化對音準穩定的影響，甚至導致共振板的開裂。

為了避免木質材料做鋼琴共振板的缺陷，鋼琴的共振板也開始采用復合材料，復合材料的優點是：抗張力、抗溫濕度強，生產成本(材料、技術)較低，價格較低，復合材料共振板從根本上解決了長期存在的共振板開裂問題，由共振板開裂而造成一系列影響鋼琴聲學品質的困擾也隨之消失；缺點：傳音效果差，音質保持能力差，使用2到3年就會出現不同程度的“回音”，音質下降，這是由于復合共振板是橫向拼接制造，膠層影響聲音傳播造成的，因此多層板鋼琴只考慮機械質量而不考慮聲學品質，一般多做為初學用琴或練習琴，到了鋼琴程度較高時，很多曲目在這種琴上就很難彈奏出“感覺”了。

總之，現有鋼琴采用的共振板材料存在一定的問題，尋找性能優異的新材料，運用新制造技術，是鋼琴制造領域的重要課題。

發明內容

為了解決現有鋼琴共振板的上述問題，本發明在共振板材料和結構上提出了新的技術方案。隨著新材料技術的發展，碳纖維材料以其獨到的優越性，受到人們的青睞，以往，碳纖維板的制造工藝不成熟，為了利用碳纖維的優越性，也有人曾嘗試用三層松木片中間夾兩層碳纖維布，最外面各加一層鋁鎂合金的辦法制成鋼琴的共振板，但技術尚不成熟。而今，隨著碳纖維材料制造技術的不斷成熟，給鋼琴共振板的選材帶來了新的契機。

為了使鋼琴的共振板對聲輻射具有良好的頻響特性，對其理想材料的要求是密度盡量小，材質輕，模量盡量高，力學性能均衡一致。經過設計和處理，碳纖維材料可以很好地滿足這些要求。

就模量而言，松木遠不及鋁鎂合金，鋁鎂合金遠不及碳纖維，純碳纖維制成的碳纖維板的模量遠高于鋁鎂合金板、松木板以及鋁鎂合金板、松木板加上碳纖維布制成的復合板。

就比模量而言，第一代材料是鋼，第二代材料鋁鎂合金，碳纖維是比模量遠大于前二代材料的第三代材料，享有新材料之王的美譽。隨著碳纖維板加工工藝的提高，在建筑上碳纖維板以它優異的高強度、耐疲勞性等優越能，已取代鋼材等成為橋梁、建筑加固材料之首選。我們的新技術方案亦是考慮在鋼琴上利用這種新材料的優越特性。

本發明的目的即是提供一種用碳纖維板為基體制作的具有優良特性的全新鋼琴共振板。

用碳纖維板作為鋼琴共振板的優點是：

1、輕質、高模量、高強度、不變形、不開裂、抗疲勞、抗腐蝕，抗溫度、濕度等環境條件變化等，達到音質傳真，提高鋼琴音板頻響特性的目的。

2、采用縱橫交織技術，可以避免聲音在木質材料中傳播時因木材結構帶來的各向異性傳播特性，因此可以減少或取消肋木。

3、具有易于制造、運輸和養護的優點。

4、此外，本發明的設計適合產業化生產，可達到節約木材，保護生態環境，提高成品率，增加經濟效益等目的。

附圖說明

圖1是由碳纖維板制成的共振板結構示意圖。

相鄰層的編織方向縱橫交叉，其中和①一致的奇數層為縱向編織的碳纖維布；和②一致的偶數層為橫向編織的碳纖維布；③為可選的表板材料，如木質材料等。

圖2是縱橫單層碳纖維布編織的紋理結構示意圖。

具體實施方案