악기의 공진기를 인쇄 할 수 있습니까?

카포에이라 의 베림 바우 를합니다. 가장 깨지기 쉬운 (그리고 가장 비싼) 비트 중 하나 는 공명기 (resonator)로 사용되는 속이 빈 조롱박 인 cabaça 입니다.

3d 인쇄에 사용되는 수지의 품질에 익숙하지 않습니다. 지역 메이커 랩으로 가져 가서 사본을 스캔 및 인쇄하도록하면 어떻게 작동할까요? 내 두려움은 플라스틱이 너무 건강에 좋지 않다는 것입니다.

덜 이국적인 평행을 원한다면 기타의 몸체를 상상해보십시오. 공명 실입니다.

기술적 인 3D 인쇄 각도로는이 질문에 대답 할 수 없습니다. 그러나 음악적 측면에서 보면

기구의 몸체가 진동 공기 컬럼을 둘러싸는 주요 기능을 갖는 경우, 재료는 종종 차이를 만들지 만, 미묘한 차이를 만드는 것으로 입증되었습니다. 예를 들어, 일류 악기는 아니지만 최근의 플라스틱 트롬본의 범위는 극도로 연주 할 수있는 것으로 판명되었습니다.

나는 당신이 이것을 시도하는 것이 좋습니다. 손이나 천으로 카바 카의 진동을 완화하면서 악기를 연주하십시오. 껍질을 외부에 적셔주십시오. 구멍을 막거나 안에 물건을 넣지 마십시오. 이제 카바 카를 면모 또는 이와 유사한 것으로 채우십시오. 첫 번째 차이가 거의 없다면 플라스틱 카바 카를 사용하는 것이 좋습니다. 물론 두 번째도 거의 차이가 없다면 카바 카가 주로 장식 적이라고 생각해야 할 것입니다!

당신은 또한 비슷한 크기와 용량을 가진 대체 공진기를 실험 해 볼 수 있으며, '선반 밖'에서 이용할 수 있으며, 미용적인 경기에 대해 너무 걱정하지 않아도됩니다. 그들은 더 나은 소리를 할 수 있습니다!

이에 대한 대답은 그렇습니다. 이것은 꽤 잘 작동합니다. 나는 Lulzbot Mini에 PLA를 사용하여 Thingiverse 에서이 cabaça 모델 을 인쇄 하고 오늘 그것을 berimbau 에 올려 놓았습니다 . 인쇄 된 공진기가 소유 한 조롱박보다 작기 때문에 직접 비교할 수는 없지만 소리는 좋습니다. 나는 그것이 실제로 더 싼지 확실하지 않다 (아마도 약 1/2 인치 두께이기 때문에 상당한 양의 PLA를 사용했으며 약 9 시간이 걸리고 모니터가 필요하기 때문에 좋은 인쇄를 얻으려면 몇 번의 시도가 필요했습니다 필라멘트 파쇄 용)), 브라질에서 조롱박을 배송 할 수없는 사람들에게는 더 접근하기 쉬울 수 있습니다. 확실히 더 내구성이 있습니다.

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다음은 공명 물리학에 대한 훌륭한 답변 입니다.

"공명하는 방식으로 에너지를 획득했기 때문에 물체가 울립니다. 음파를 발생시키기에 충분한 주파수와 진동으로 진동합니다. 물체에 충분한 에너지가있는 한 계속 울립니다. 음파는 물체의 에너지 양을 점차적으로 감소시킵니다. 모든 고분자 재료는 0이 아닌 손실 계수 곡선을 갖기 때문에 모든 플라스틱 물체는 어느 정도의 점도 감쇠를 나타냅니다. 금속은 내부 소산 메커니즘을 가질 수 있지만 플라스틱보다 훨씬 덜 널리 퍼져 있습니다. "

그래서 우리는 모두 그것을 알고 있습니다. 플라스틱 뮤지컬 장난감을 만들 수 있습니다. 그들은 금속, 유리 또는 나무뿐만 아니라 공명하지 않습니다. 그러나 그들은 종종 일할 수 있습니다. 다음은 ABS 로 만든 트럼펫 의 예입니다 !

이 플라스틱 매거진은 또한 악기 (대부분 ABS 이기도 함 )에 플라스틱 을 사용하기위한 피치를 만듭니다 .

즉, 영률이 핵심이라면 (첫 번째 의견에서 언급 했듯이 ) PLA 는 영률이 ABS보다 약간 크기 때문에 훨씬 더 좋을 것 입니다.

내가 본 모든 플라스틱 벨은 일반적으로 꽤 조용합니다. 플라스틱은 에너지를 흡수하는 습관을 가지고있어 공진기가 그리 좋지 않습니다. 시도하고 싶다면 플라스틱을 강화하는 방법을 찾아야한다고 생각합니다. 아마도 아세톤은 PLA 를 강화시키는 것처럼 취급 했다 . 플라스틱 벨 인쇄와 같은 간단한 것을 시도해보십시오. 당신이 그것을 울릴 수 있다면, 당신은 잘하고 있습니다.

여기서 찌르지 만, 본능은 인쇄 된 부분이 원래의 조롱박 공진기와 같지 않다고 말하는 것입니다.

음향은 재료의 경도, 모양 및 크기에 의존한다고 생각합니다. 이 경우 조롱박은 단단하고 종종 얇은 물질입니다 (관절 후). 전형적인 3D 프린팅 재료는 박형 공진기의 동일한 형상을 달성하는 데 방해가 될 수있는 최소 두께를 가질 것이며 플라스틱은 일반적으로 박과 같은 경도가 더 부드러워 질 것이다.

요컨대, 3D 인쇄로 공진기를 복제하려고하면 소리가 같지 않습니다. 찾고있는 내용에 따라 나쁜 것은 아닙니다.

또한, 공진기가 그렇게 형성되어야한다고 누가 말합니까? 3D 프린터를 사용하면 역사적으로 불가능했던 부품을 제조 할 수 있으며 오늘날 우리가 사용하는 많은 장비는 훨씬 적은 고급 도구를 사용하여 수백 년 전에 설계되었습니다. 조롱박 복제품을 사용해 본 다음 악기의 색조에 영향을 줄 수있는 다른 모양을 탐색 해 볼 가치가 있다고 말합니다.

물론이야. 나는 7 옥타브 오르간 순위를 인쇄 했으므로 확실히 가능합니다. 오르간 파이프는 파이프의 재료 특성이 톤에서 2 차적 역할, 파이프의 길이와 단면, 파이프 입구 주변 요소 및 기타 개구부에서 중요한 역할을한다는 점에서 매우 특별합니다. (종료 개구부 및 때로는 오버톤을 수정하는 데 사용되는 추가 개구부). 파이프 재료의 특성이 사운드에 어떤 영향을 미치는지 잘 알고 있으므로 목재 또는 금속 파이프의 특성과 그 사이의 특성을 모방하도록 인쇄 파이프를 설계 할 수 있습니다.

공명기의 강성이 악기 소리에서 얼마나 큰 역할을하는지에 따라, 조롱박 껍질의 기계적 특성 (예 : 강성)을 인쇄 된 형태로 복제해야 할 수도 있습니다. 따라서 인쇄물의 내부는 조롱박 내부의 모양을 갖지만 외부는 훨씬 더 멀리 떨어져 있어야 할 수 있으며, 그 다음에 채우기 비율뿐만 아니라 채우기 비율도 중요한 역할을합니다.

조롱박의 내부 모양은 3D 모델러 또는 CAD에서 일부 치수를 측정하고 내부 표면을 조각하여 근사화 할 수 있습니다. 저렴하고 번거 로움없이 3D 스캔이 필요하지 않을 가능성이 높습니다.

또한 전체 크기의 기기를 인쇄해야합니다. 따라서 이것은 사용 된 재료와 프린터 시간면에서 저렴하지 않습니다. 인쇄 된 기기를 3 가지 쉘 두께 (0.5, 1.0 및 1.5 인치)와 3 개의 채우기 비율 (20 %, 35 %, 50 %)로 벤치마킹했습니다. 모두 3 개의 주변 레이어와 3 차 채우기로 구성됩니다. 충전량이 많은 두꺼운 1.5 인치 쉘이 가장 견고합니다.

만약 악기가 "올바른"소리를 내면 그것이 만들어지는 재료가 어떻게 공명을 변화 시키는가에 따라 층을 이루는 지 아닌지에 따라 악기의 모양과 관련이 있습니다. 몇 가지 예를 들어 보자.

금속, 주조 수지 및 단단한 목재는 모두 매우 밀도가 높으며 공명을 완화시키기 위해 빈 공간이 거의 없습니다. 이것은 단지 모양이 지금 곡을 바꾸는 것처럼 악기 제작을위한 고전적인 선택입니다.

발사 나무는 매우 가볍고 부서지기 쉬우 며 매우 거칠기 때문에 나무 내부에 공명을 일으켜 공명해야 할 속이 비어 있습니다.

조롱박이 어떻게 구성되어 있는지 정확히 알지 못하지만, 타악기의 경우 3D 인쇄는 단단한 목재 면보다 빈면에 더 많이 채워져 있습니다. 매우 조밀 한 (35 % +) 인쇄물은 고형 수지 캐스트와 유사한 특성을 가질 수 있지만 이는 사용되는 필라멘트 및 프린터의 유형에 따라 다릅니다.

타협을 찾아 보자!

악기에 대한 나의 경험으로부터, 클래식에는 탄소 섬유 강화 수지 악기가 있습니다. 광범위한 스트로크에서, 이들은 몰드에 압축 된 탄소 섬유 매트 위에 수지를 캐스팅 한 다음 연마하고 연마함으로써 제조 하였다. 다른 말로, 탄소 섬유 필라멘트의 3D 프린팅은 마모성이 높고 루비와 같은 노즐을 요구하더라도 FDM 장면에서 사용됩니다.

올바른 내부 디자인 (즉, 프린트 내부의 구멍을 분리하지 않는 스트럿 만 포함하는 거의 빈 프린트)으로 카본 파이버 프린트는 수지로 채워져 3D 프린트 합성물이되어 훨씬 더 가까운 사운드를 제공 할 수 있습니다 극한의 내구성을 제공하면서 조롱박에.

그러나 이러한 디자인은 첫 인쇄가 시작되기까지 많은 시간이 소요됩니다. 탄소 섬유 인쇄는 많은 인쇄소에서 정기적으로 할 수있는 일이 아닙니다. 그리고 마지막으로 수지로 "호르드 쉘"을 채우는 후 처리는 매우 섬세한 과정으로 내부와 외부 층을 코팅 한 다음 조율하는 것입니다. 나는 적어도 몇 가지 진짜 조롱박만큼이나 비싸다고 생각합니다.

추가

몇 달이 지나고이 질문이 다시 나타 났을 때, 나는 이것의 디자인에 사용될 수있는 더 많은 것들을 깨달았습니다.

• 얇은 껍질, 장갑. 이것에 대해 다음과 같이 생각하십시오. 그런 다음 소리가 들릴 때까지 수지 및 탄소 섬유 매트로 보강하십시오. 이것은 조롱박을 어느 정도 조정할 수 있습니다.

• 솔리드 프린트, 슬라이딩. 모델을 가져와 견고하게 인쇄 할 수 있지만 디자인에서는 외부에서 액세스 할 수있는 빈 공간과 같은 나무를 포함 할 수 있습니다. 주사기로. 이 구멍을 통해 수지를 밀어 넣으면 조롱박 내에서 더 단단한 수지 정맥이 생겨 튜닝이 변경되고 강화 될 수 있습니다.

• 후 처리. 수지를 약간 무시하고 PLA 오븐을 오븐에서 한동안 경화시켜 PLA 조롱박을 더 안정적으로 만들 수도 있습니다. 나는 약 100 ° C에서 약 1 시간 동안 굽는 데 성공했습니다. 이것이 다른 재료의 모듈러스를 어떻게 변화시키는 지에 대한 정보는 CNC Kitchen : Thin Walls & PLA Annealing and Annealed PLA의 변화를 제안합니다.