钢琴木材的研究分别是研究木材的构造、耐候性质和缺陷。选择好的木材再配合制作精良的设计和工艺,可以制造出一台你意想不到的好钢琴,并且时间越长价值越高。
一架好钢琴,考验的是选材者看木材时的细心挑选、和选材者在这一方面的丰富经验。
1.木材特性与切面分析
不同的树种,木材的构造通常是不同的,因而可以根据木材的构造特点去认识木材,了解木材的构造和识别木材是合理利用木材的前提。木材由树干组成,分别是树皮、髓心、形成层和木质部。树皮是形成层外的一切组织,而形成层是树皮与木质部之间的环状薄层,紧靠着树皮的韧皮部,木质部就是我们用来制造钢琴的部分,它的组织坚实且有支持作用,并可储存养料,而髓心比较疏松,机械强度较低。
木材的构造虽然复杂,但有一定规律可循,各种木材除了共同特性以外,还有它自己区别另一种木材的特性,要正确了解木材构造和性质,需要由三个切面体现出来。
横切面是指与树干纵轴垂直的。径切面是指与树干纵轴平衡,通过树干髓心的切面。弦切面是指与树干平衡与年轮相切的切面。
不同的切面都影响着木材的强度和传音性能,所以制造钢琴的木制零部件时都必须分好木材的纹理并按照不同的零件采用不同的切割方法,准确分清楚木材的切面。
制造钢琴木质件的木材,按照使用功能划分,习惯地分成共振材、结构材、装饰材三类。
我国在钢琴上常用的共振材有鱼鳞云杉、泡桐;常用的结构材有色木、红松、椴木;常用的装饰材有核桃楸、水曲柳、樟木、核桃木、桃花心木等。
这些木材由于它们的主要材性及构造决定了其在钢琴中的用处,选择某些树种的木材制作钢琴时,首先需考虑其木材特性、构造、声学性能以及工艺性能等因素。还有泡桐、槭木、山毛榉、水曲柳、核桃木等之类的,都可以用来制作钢琴的击弦机、弦轴板、键盘等不同部件。
3.原木的处理
钢琴木材在使用前,必须进行处理。主要是干燥,很多钢琴厂会把成品按照一定的方式堆放在空旷的场地内利用空气作为传热传湿的干燥介质,靠太阳光辐射,使木材内的水分逐步排除,降低含水率而达到一定的干燥效果,这种方法叫做“自然干燥法”。
优点是投资少,不需要建造费用较大的干燥设施;节约能源,不需要热源和电能,成本较低;经过气干后的成材应力小,板面平直,加工容易且变形小;工艺技术较简单,易于实施。
缺点是干燥程度受自然条件下的平衡含水率的限制,随地区、季节、树种的不同一般只能把含水率降到10%~20%;气干占用的场地面积大;干燥时间长;空气的温度与相对湿度不能人为地加以控制。
4.钢琴音板选材
钢琴的音响不是直接来自弦的振动,而是由音板辐射出来的。因此,钢琴音量的大小及音色的好坏取决于音板的质量与性能。音板是钢琴的扬声系统,是至关重要的部位,研究音板振动特性对提高钢琴产品质量具有重要的意义。
·钢琴音板
在以往的生产过程中,钢琴音板的选材主要依赖技师的主观判断,但这种方式效率低,而且不够科学,误差大,无法满足在大批量生产的条件下,以最适当的材料制作最多、最高品质钢琴音板的要求。
钢琴音板一般采用质地较松软的鱼鳞云杉。因为较松软的木板机械阻抗较小,能量损耗也较小,较容易被振动,从而获得比较响亮、悦耳、持久性的声音。云杉固有的木材学显微结构和宏观特征所决定的声响特性,以及对云杉径切材进行的一系列物理、力学、声学科学实验,分析了纤维素结晶度对木材声振动特性参数的影响。
根据纤维素结晶度与木材声振动特性参数之间存在的关系,总结出一些基本规律:云杉属木材纤维素结晶度达到59%后,木材声振动特性可达最佳。云杉属木材的生长轮宽度、晚材率、密度等结构,生长因子与声振动参数之间存在着十分密切的关系。对照钢琴设计原理、乐音频谱规范的研究,证明了云杉类木材被用于乐器共振板的品质、性能和品位大大优于其它树种,是完美的乐器共鸣资材。
·鱼鳞云杉
音板分实木音板和复合音板。
实木音板采用世界各类云杉径切材,对木材的树种、密度、纹理、色差、声学性能和含水率等按严格标准进行人工多点选材和仪表测试,按音板设计规格和角度套模配板,采用环保塑性胶合剂拼板。
实木复合音板芯板采用世界各类云杉径切无节材,采用整幅成形定厚工艺,聚氨酯塑性胶拼接,表层为斜拼云杉径切单板,低压低温胶合,确保木材无压损保持天然优点,复合采用胶粘剂用抗老化、增塑剂环保配方。独特的产品结构和工艺方法满足了传统实木音板性能,又突显了复合音板的各项强度均衡、耐候性好的长处,音板具有一触即发的长久活力,不同的拼接方式和产品等级适合各类钢琴选用,主要品种有:竖、横、斜拼,芯等厚或不等厚实木复合音板等。
钢琴选材必须精心挑选,不能马虎,一些“山寨”钢琴就是因为选材不好,后期处理技术不精良,没有考虑木材的温湿度变形,制造出来的钢琴受天气变化影响会出现结构变形,键子不起,击弦机杠杆运作不顺滑,无法调律等种种问题。所以没有好木材,制造不出好钢琴,正确选择木材并且结合好后期的处理技术是制造好钢琴的基础。