Чи можна надрукувати резонатор для музичного інструменту?

Я граю в берімбау за Капоейру. Один з найбільш крихких (і найдорожчих) шматочків - це кабача , порожниста тиква , яка використовується як резонатор.

Я не дуже знайомий з якостями смоли, яка використовується для 3d друку. Якщо я мав би віднести це до нашої місцевої лабораторії Maker і дозволити їм сканувати та роздрукувати копію, наскільки ймовірно, що це буде працювати? Мій страх полягає в тому, що пластик буде занадто здоровим.

Якщо ви хочете менш екзотичної паралелі, уявіть собі тіло гітари. Це резонансна камера.

Я не можу відповісти на це з технічного кута 3D-друку. Але, з музичного погляду:

Там, де корпус інструменту виконує основну функцію огородження вібраційного повітряного стовпа, матеріал часто демонструється, що, можливо, має значення, але лише тонкий. Наприклад, нещодавній вибір пластикових тромбонів, хоча і не першокласних інструментів, виявився надзвичайно граючим (і має велику перевагу бути практично незнищенним).

Я пропоную вам спробувати це. Грайте на своєму інструменті, пригнічуючи вібрацію кабасу рукою або шматочком тканини. Просто зволожте оболонку зовні. Не перегороджуйте отвір і нічого не кладіть всередину. Тепер наповніть каба ватою або подібним. Якщо перший має незначне значення, ви, ймовірно, добре попрацювати з пластиковою кабачкою. Звичайно, якщо другий мало має значення, нам, можливо, доведеться підозрювати, що каба в основному декоративна!

Ви також можете експериментувати з альтернативними резонаторами подібного розміру та місткості, які доступні "поза полиці", не переживаючи занадто багато про косметичний матч. Вони можуть звучати ще краще!

Слідкуючи за цим, відповідь - так, це працює досить добре. Я надрукував цю модель каба з Thingiverse, використовуючи PLA на Lulzbot Mini, і сьогодні поставив її на мій берімбау, щоб перевірити її. Я не можу зробити прямого порівняння, оскільки надрукований резонатор менший за гарбуз, яким я володію, але звук хороший. Я не впевнений, чи це насправді дешевше (він використовував неабияку кількість PLA, тому що, ймовірно, товщиною близько пів-дюйму, і знадобилося кілька спроб, щоб отримати хороший друк через те, що він займає близько 9 годин і потребує моніторингу для розриву нитки), але це може бути більш доступним для людей, які не можуть доставити гарбуза з Бразилії. Це, безумовно, довговічніше.

(натисніть для збільшення)

(натисніть для збільшення)

Ось чудова відповідь на основну фізику резонансу:

"Об'єкт дзвонить, тому що він придбав енергію таким чином, що резонує - він вібрує з частотою і з достатньою енергією для генерування звукових хвиль. Поки об’єкт має достатню енергію, він буде продовжувати дзвонити. Він не може дзвонити назавжди, оскільки звукові хвилі поступово зменшують кількість енергії, яку об'єкт має. Але генерувати звукові хвилі - не єдиний спосіб, коли об’єкт може втратити енергію. Один із способів, якими пластмаси відрізняються від металів, полягає в тому, що пластмаси краще здатні, ніж метали, внутрішньо розсіювати енергію. Будь-який пластиковий предмет буде демонструвати деяку кількість зменшення в'язкості, оскільки всі полімерні матеріали мають ненульову модуль кривої втрат. Метали також можуть мати внутрішні механізми розсіювання, але вони набагато менш поширені, ніж у пластмаси ".

Отже, ми всі це знаємо, ви можете робити пластикові музичні іграшки. Вони ніколи не резонують так добре, як метал, скло або дерево; але, вони часто можуть працювати. Ось приклад Труби, зробленої з АБС!

Цей пластиковий журнал також робить його полем для використання пластики в музичних інструментах (більшість з яких також є ABS ).

Однак, якщо модуль Янга є ключовим (як сказав перший коментар), PLA повинен бути ще кращим, оскільки його модуль Юнга трохи більший за ABS .

Все, що сказано, усі пластикові дзвони, які я бачив, як правило, досить тихі. Пластик має звичку поглинати енергію і, таким чином, не є дуже хорошим резонатором. Якщо ви хочете спробувати, я думаю, вам доведеться знайти спосіб затвердіння пластику. Можливо, Ацетон ставився до PLA, оскільки це, здається, загартовує його . Можливо, спробуйте щось просте, як надрукувати пластиковий дзвіночок. Якщо ти зможеш задзвонити це, ти добре на своєму колодязі.

Я візьму тут колоту, але мій інстинкт кишки - сказати, що друкована частина не буде звучати так, як ваш оригінальний резонатор для гарбуза.

Я вважаю, що акустика покладається на твердість, форму та розміри матеріалу. У цьому випадку гарбуз - це твердий і часто тонкий матеріал (після його витримки). Типові матеріали для 3D-друку матимуть мінімальну товщину, яка може перешкоджати досягненню тієї самої форми гарбузового резонатора, а пластик, як правило, буде твердішим за твердість, ніж ваш гарбуз.

Отже, коротше кажучи, я думаю, що якщо ви спробуєте тиражувати резонатор за допомогою 3D-друку, він буде звучати не так. Це може бути не поганим, залежно від того, що ви шукаєте.

Крім того, хто може сказати, що резонатор повинен бути таким? 3D-принтери дозволяють нам виготовляти деталі, які історично неможливо було виготовити, і багато інструментів, якими ми користуємось сьогодні, були розроблені сотні років тому з доступними набагато менш сучасними інструментами. Я кажу, що варто спробувати репліку гарбуза, а потім вивчити інші фігури для друку, які можуть вплинути на тональність вашого інструменту.

Звичайно. Я надрукував 7-октавне звання органу, так що це, безумовно, можливо. Органні труби досить особливі тим, що властивості матеріалу труби відіграють вторинну роль у тонусі, головну роль відіграють довжина та перетин труби, елементи, що оточують гирло труби та інші її отвори (кінцеве відкриття та додаткові отвори, які іноді використовуються для зміни обертонів). Також добре розуміється, як властивості матеріалу труби впливають на звук, тому можна розробити друковану трубу так, щоб вона імітувала властивості дерев’яної або металевої труби та будь-що між ними.

Залежно від того, яку велику роль відіграє жорсткість резонатора в звуку інструменту, можливо, вам доведеться повторити деякі механічні властивості оболонки Гарбуза - наприклад, його жорсткість - у друкованій формі. Таким чином, внутрішня частина друку матиме форму внутрішньої сторони гарбуза, але зовнішній вигляд може знадобитися набагато далі, і тоді відсоток заливки буде грати важливу роль, а також форму заливки.

Форму інтер’єру гарбуза можна наблизити, вимірявши деякі розміри та скульптувавши внутрішню поверхню в 3D-модельєрі або САПР. Швидше за все, 3D-сканування не потрібне, якщо тільки ви не зможете зробити це дешево і без суєти.

Вам також потрібно буде друкувати повнорозмірні інструменти. Тож це буде недешево з точки зору використовуваних матеріалів та часу принтера. Я б орієнтував друкований інструмент на 3 товщини оболонки: 0,5, 1,0 та 1,5 дюйма та 3 відсотки заповнення: 20%, 35%, 50%. Все з 3 шарами по периметру та кубічною заливкою. Товста оболонка 1,5 дюйма з високим наповненням буде найжорсткішою з усіх.

Якщо інструмент звучить «правильно», має стільки ж стосунку до того, як він формується, як і того, як матеріал, з якого він виготовлений, є шаруватим - чи ні - тому що це змінює його резонанс. Візьмемо кілька прикладів:

Усі метали, литі смоли та тверді ліси дуже щільні і не містять порожніх просторів, щоб заглушити їх резонанс. Це робить їх класичним вибором для виготовлення інструментів, оскільки саме форма змінює мелодію зараз.

Деревина бальза дуже легка і крихка, і вона дуже зерниста, створюючи деяку порожнистість всередині деревини, яка повинна резонувати, сильно змінюючи свій резонанс.

Я точно не знаю, яким чином має гарбуз у своєму складі, але для перкусії стихійні 3D відбитки більше на порожнистому боці, ніж на твердій стороні деревини для низької заливки. Дуже щільні (35% +) відбитки можуть мати подібні властивості до відливів із твердої смоли, але це залежить від типу нитки та використовуваного принтера.

Давайте шукатимемо компроміс!

З мого власного досвіду роботи з музичними інструментами є класика інструментів смоли, посилених вуглецевим волокном. Широкими штрихами їх виготовляли шляхом лиття смоли на килимки з вуглепластику, притиснуті до форми, а потім шліфували та шліфували. Іншими словами, 3D-друк з вуглепластикових волокон є на сцені FDM, навіть якщо він сильно абразивний і вимагає друку насадки, як рубін.

При правильному дизайні інтер’єру (тобто майже порожнистому відбитку, що містить просто стійки, що не виділяють порожнини всередині друку), відбиток з вуглецевого волокна, можливо, може бути наповнений смолою і стати композицією з 3D-друку, надаючи набагато ближчий звук для гарбуза, забезпечуючи при цьому надзвичайну міцність.

Однак така конструкція займе багато годин роботи, перш ніж почати перший друк. Крім того, що друк з вуглецевого волокна - це особливість, яку багато друкарні не можуть робити або регулярно робити. І нарешті, післяобробка заповнення «оболонки гарбуза» смолою - це дуже делікатний процес, за яким слід наносити покриття внутрішнього та зовнішнього шару, а потім налаштовувати ... Я вважаю, що така річ є як мінімум такою ціною, як кілька справжніх гарбузів.

Додаток

Через кілька місяців, і це запитання з'явилося, я зрозумів, що ще можна використати в дизайні цього:

• Тонка оболонка, броньована вгору. Подумайте про це наступним чином: Роздрукуйте 2 або 3 оболонку стінки, яка буде найбільш внутрішньою. Потім зміцніть його килимами для смоли і вуглепластика, поки звук не буде правильним. Це дозволило б налаштувати гарбуз до певної міри.

• Суцільний принт, ковзний. Ви можете взяти свою модель і міцно роздрукувати її, але все ж у дизайн можна включити дерево, як порожнисті простори, доступні зовні. із шприцом. Проштовхування смоли через ці отвори створило б жири твердішої смоли всередині гарбуза, що може змінити мелодію та посилити її.

• Подальша обробка. Трохи ігноруючи смолу, ви також можете зробити гарбуз PLA більш стійким, дозволяючи йому деякий час твердити в духовці. Я мав певний успіх випікати його при температурі 100 ° C протягом години. Для отримання інформації про те, як це змінює модуль різних матеріалів, я пропоную CNC кухня: тонкі стіни та відпал PLA та зміни відпаленої PLA