[发明专利]立式钢琴外壳上面板设计和制作

说明书

技术领域

本发明涉及乐器的制造技术，具体涉及用碳纤维板及复合材料制成立式钢琴外壳上面板的设计和制作技术。

背景技术

钢琴的最初发明，是平台式的设计，俗称三角钢琴。其外壳结构是开放式的。立式钢琴的产生，是在平台式钢琴的基础上，为了适应家庭使用的局限性而把平台式的设计竖了起来。由此而产生的一系列问题，100多年来一直困扰着世界钢琴业界。

其中一个比较关键的问题是，立式钢琴的发音源载体-音板，是在背后靠墙的方向，所以，当演奏者弹琴的时候，听到的是从墙后反射回来的声音，而听不到共鸣盘直接发出的声音。传统钢琴的上面板一般很少采用实木板，多是中密度的木纤维板和木复合板。由于木材的比模量非常低，尤其是木纤维板和木复合板根本就是对声音起屏蔽作用的，无法与钢琴共鸣盘发出的声波产生共振。为了使演奏者听到共鸣盘直接发出的声音，一个通用的做法是，在立式钢琴外壳的前面板上开音孔，使声音可以透出来到弹奏者的耳中。但是，这样的做法还是不够理想。因为如果音孔太大、太明显，会把里面击弦机/键盘的杂音也放出来。

发明内容

本发明提供一种以碳纤维材料为主材的立式钢琴外壳上面板的设计和制造技术。我们的发明彻底解决了立式钢琴的发音源发声不能直接被演奏者接收的问题。

新面板用碳纤材料、玻纤材料及树脂材料分高，中，低音三段，制成三段共鸣板，组装成钢琴的上面板。高、中、低三个共鸣板部分，分别用3K碳纤维布和3K玻璃纤维布各三层交替复合、六层3K碳纤维布组合、二层12K碳纤维布组合制成，目的是提高立式钢琴上面板频响。通过实验证明在面板上三段共鸣板能正确地与钢琴共鸣盘发出的声波共振，达到音质传真的效果。

采用碳纤维板作为钢琴面板共鸣板主材的优点是：轻质、高模量、高强度、不开裂、抗腐蚀，音质传真、成型工艺好等。高、中、低三个共鸣区能准确地与钢琴共鸣盘发出的声波产生共振，声功率满足需要。目前，碳纤维板的制作技术已较为成熟，适合产业化生产新型面板，产品易于成型和保证成品率，可以实现在提高钢琴结构和性能的同时，增加经济效益。

本发明设计的优点，采用这样的新面板，通过面板与钢琴共鸣盘发出的声波共振，让弹奏者非常直接听到自己的演奏，而不是听到从后面反射过来的声音，同时避免了音质受击弦机/键盘产生的杂音的干扰的问题，实现了钢琴结构和性能的双重提高。

附图说明

附图为立式钢琴外壳上面板高，中，低音三段共鸣板设计位置简图。

具体实施方案

碳纤维基面板的技术数据：

1)分高，中，低音三段共鸣板。

2)高音板数据：

a.材料：100％碳纤，100％玻纤复合。

b.线径：3K.

c.织法：经纬交叉平织。

d.层数：6层。碳，玻交替迭加。

e.总厚度：1.5mm.

f.板体面积：290mmX270mm.

g.树脂含量：30％。

3)中音板数据：

a.材料：100％碳纤。

b.线径：3K.(2.5mm)

c.织法：经纬交叉平织。

d.层数：6层。

e.总厚度：1.5mm.

f.板体面积：690mmX270mm.

g.树脂含量：30％。

4)低音板数据：

a.材料：100％碳纤。

b.线径：12K(5.5mm).

c.织法：经纬交叉平织。

d.层数：2层。

e.总厚度：1.1mm.

f.板体面积：290mmX270mm.

g.树脂含量：30％。

测试方法

对设计和制造的钢琴面板的三段共鸣板进行了以下测试：

1、专家主观评价。专家主观评价是钢琴声学品质评价的一个重要方法，它是用人的听感对音乐信号作出定量或定性的评价，相对于客观评价来说，这种方法比较容易实现，而且与评价目标最为吻合。乐器音质的好坏最终是反映到人的心理感受上，所以人耳对乐器产品声学品质的综合感受是最为关键的环节。

2、声传播采用测量方式：将传感器放置于三段共鸣板的多个规定位置，分别测试共鸣板对钢琴的高音、中音、低音的响应，对采集的共振声波信号采用计算机软件加以处理和分析。

测试结果

通过实验测试，证明制成的三段共鸣板能正确地与钢琴共鸣盘发出的声波共振。专家鉴定，在立式钢琴上采用这样的面板，弹奏者能非常直接地听到自己的演奏，不受击弦机/键盘产生的杂音的干扰，使得演奏的音色听起来更加明亮、优美。