Apakah mungkin untuk mencetak resonator untuk alat musik?

Saya memainkan berimbau untuk Capoeira. Salah satu bit yang paling rapuh (dan paling mahal) adalah cabaça , labu kosong yang digunakan sebagai resonator.

Saya tidak terlalu akrab dengan kualitas resin yang digunakan untuk pencetakan 3d. Jika saya membawa ini ke Lab Pembuat lokal kami dan minta mereka memindai dan mencetak salinannya, seberapa besar kemungkinan itu akan berhasil? Ketakutan saya adalah plastik itu terlalu mematikan.

Jika Anda ingin paralel yang kurang eksotis, bayangkan tubuh gitar. Itu ruang beresonansi.

Saya tidak bisa menjawab ini dari sudut pencetakan 3D teknis. Tapi, dari sudut musik:

Di mana tubuh instrumen memiliki fungsi utama melampirkan kolom udara yang bergetar, bahan tersebut sering ditunjukkan mungkin membuat perbedaan, tetapi hanya yang halus. Sebagai contoh, rangkaian trombone plastik baru-baru ini, meskipun bukan instrumen kelas satu, telah terbukti sangat dapat dimainkan (dan memiliki keuntungan besar karena hampir tidak dapat dihancurkan).

Saya sarankan Anda mencoba ini. Mainkan instrumen Anda, meredam getaran cabaça dengan tangan Anda atau dengan selembar kain. Basahi cangkang secara eksternal. Jangan menghalangi lubang atau memasukkan apa pun di dalamnya. Sekarang, isi cabaça dengan kapas atau sejenisnya. Jika yang pertama tidak banyak membuat perbedaan, Anda mungkin senang menggunakan cabaça plastik. Tentu saja, jika yang kedua tidak banyak membuat perbedaan, kita mungkin harus curiga bahwa cabaça terutama bersifat dekoratif!

Anda juga dapat bereksperimen dengan resonator alternatif dengan ukuran dan kapasitas yang sama, tersedia 'di luar rak', tidak terlalu khawatir tentang kecocokan kosmetik. Mereka mungkin terdengar lebih baik!

Menindaklanjuti ini, jawabannya adalah, ya, ini bekerja dengan cukup baik. Saya mencetak model cabaça ini dari Thingiverse menggunakan PLA pada Lulzbot Mini dan menaruhnya di berimbau saya hari ini untuk mengujinya. Saya tidak dapat membuat perbandingan langsung karena resonator yang dicetak lebih kecil dari yang saya miliki, tetapi suaranya bagus. Saya tidak yakin apakah ini benar-benar lebih murah (menggunakan PLA dalam jumlah yang cukup karena mungkin setebal setengah inci, dan perlu beberapa kali percobaan untuk mendapatkan hasil cetak yang baik karena membutuhkan waktu sekitar 9 jam dan perlu dipantau. untuk pemecahan filamen), tetapi mungkin lebih mudah diakses bagi orang yang tidak dapat mengirim labu dari Brasil. Ini pasti lebih tahan lama.

(klik untuk memperbesar)

(klik untuk memperbesar)

Inilah jawaban yang bagus untuk fisika resonansi yang mendasarinya:

"Sebuah objek berdering karena telah memperoleh energi dengan cara yang beresonansi - ia bergetar pada frekuensi dan dengan energi yang cukup untuk menghasilkan gelombang suara. Selama objek memiliki energi yang cukup, ia akan terus berdering. Ia tidak dapat berdering selamanya seperti gelombang suara secara bertahap mengurangi jumlah energi yang dimiliki benda itu.Tetapi menghasilkan gelombang suara bukan satu-satunya cara benda dapat kehilangan energi, Salah satu cara plastik berbeda dari logam adalah plastik lebih mampu daripada logam untuk membuang energi secara internal. Setiap benda plastik akan menunjukkan sejumlah pelemahan viskositas karena semua bahan polimer memiliki kurva modulus loss yang tidak nol. Logam juga dapat memiliki mekanisme disipasi internal, tetapi mereka jauh lebih tidak lazim daripada di plastik. "

Jadi, kita semua tahu itu, Anda bisa membuat mainan musik plastik. Mereka tidak pernah beresonansi seperti halnya logam, kaca, atau kayu; tetapi, mereka sering dapat bekerja. Ini adalah contoh Trumpet yang terbuat dari ABS!

Majalah plastik ini juga membuatnya cocok untuk menggunakan plastik dalam alat-alat musik (sebagian besar juga ABS ).

Yang mengatakan, jika Young's Modulus adalah kuncinya (seperti komentar pertama katakan), PLA harus lebih baik karena 'Young's Modulus-nya sedikit lebih besar daripada ABS .

Semua yang mengatakan, semua lonceng plastik yang saya lihat pada umumnya cukup tenang. Plastik memiliki kebiasaan menyerap energi sehingga tidak menjadi resonator yang sangat baik. Jika Anda ingin mencoba, saya pikir Anda harus menemukan cara untuk mengeraskan plastik. Mungkin Aseton memperlakukan PLA karena tampaknya mengeras . Mungkin mencoba sesuatu yang sederhana seperti mencetak bel plastik. Jika Anda bisa membuatnya berdering, Anda sehat-sehat saja.

Saya akan mengambil bacokan di sini, tetapi naluri saya adalah mengatakan bahwa bagian yang dicetak tidak akan terdengar sama dengan resonator labu asli Anda.

Saya percaya akustik bergantung pada kekerasan, bentuk, dan ukuran material. Dalam hal ini, labu adalah bahan yang keras dan sering tipis (setelah memotongnya). Bahan cetak 3D yang khas akan memiliki ketebalan minimum yang mungkin menghalangi cara yang sama dengan resonator labu dan plastik biasanya akan lebih lembut dalam kekerasan daripada labu Anda.

Jadi, singkatnya, saya pikir jika Anda mencoba mereplikasi resonator dengan pencetakan 3D tidak akan terdengar sama. Itu mungkin bukan hal yang buruk, tergantung pada apa yang Anda cari.

Juga, siapa bilang resonator harus berbentuk seperti itu? Printer 3D memungkinkan kita untuk membuat bagian-bagian yang secara historis tidak mungkin dibuat dan banyak instrumen yang kita gunakan saat ini dirancang ratusan tahun yang lalu dengan alat yang jauh lebih canggih yang tersedia. Saya katakan layak mencoba replika labu dan kemudian menjelajahi bentuk lain untuk dicetak yang dapat memengaruhi nada suara instrumen Anda.

Tentu saja. Saya telah mencetak peringkat organ 7 oktaf, jadi tentu saja mungkin. Pipa organ cukup istimewa karena sifat material pipa memainkan peran sekunder dalam nada, peran utama dimainkan oleh panjang dan penampang pipa, elemen yang mengelilingi mulut pipa, dan bukaan lainnya. (akhiri pembukaan, dan pembukaan tambahan yang terkadang digunakan untuk memodifikasi nada). Ini juga dipahami dengan baik bagaimana sifat material pipa mempengaruhi suara, jadi mungkin untuk mendesain pipa yang dicetak untuk meniru properti baik dari kayu atau pipa logam, dan apa pun di antaranya.

Bergantung pada seberapa besar peran kekakuan resonator dalam suara instrumen, Anda mungkin perlu meniru beberapa sifat mekanis dari kulit Labu - misalnya kekakuannya - dalam bentuk tercetak. Dengan demikian bagian dalam cetakan akan memiliki bentuk bagian dalam Labu, tetapi bagian luar mungkin harus lebih jauh, dan kemudian persentase pengisi akan memainkan peran penting, serta bentuk pengisi.

Bentuk interior labu dapat diperkirakan dengan mengukur beberapa dimensi dan memahat permukaan interior dalam pemodel 3D atau CAD. Kemungkinan besar pemindaian 3D tidak perlu, kecuali Anda bisa menyelesaikannya dengan murah dan tanpa keributan.

Anda juga perlu mencetak instrumen ukuran penuh. Jadi ini tidak akan murah dalam hal bahan yang digunakan dan waktu printer. Saya akan membandingkan instrumen cetakan dengan 3 ketebalan shell: 0,5, 1,0 dan 1,5 inci, dan 3 persentase isi: 20%, 35%, 50%. Semua dengan 3 lapisan perimeter, dan pengisi kubik. Cangkang 1.5in tebal dengan isi tinggi akan menjadi yang paling kaku dari semuanya.

Jika suatu instrumen terdengar "benar" memiliki banyak kaitannya dengan bagaimana ia dibentuk seperti halnya dengan bagaimana bahan itu dibuat berlapis - atau tidak - karena ini mengubah resonansi. Mari kita ambil beberapa contoh:

Logam, resin cor & kayu keras semuanya sangat padat dan mengandung (sedikit sampai) tidak ada ruang kosong untuk meredam resonansi mereka. Ini menjadikannya pilihan klasik untuk membuat instrumen, karena hanya bentuk yang mengubah nada sekarang.

Kayu Balsa sangat ringan dan rapuh, dan sangat kasar, menciptakan kekosongan di dalam kayu yang seharusnya beresonansi, banyak mengubah resonansinya.

Saya tidak tahu persis bagaimana labu dalam komposisi, tetapi untuk perkusi perposes, cetakan 3D lebih pada sisi berongga daripada di sisi kayu keras untuk isi rendah. Cetakan sangat padat (35% +) dapat memiliki sifat yang mirip dengan cetakan resin padat, tetapi ini tergantung pada jenis filamen dan printer yang digunakan.

Ayo cari kompromi!

Dari pengalaman saya sendiri dengan alat musik, ada vougue instrumen resin diperkuat serat karbon di klasik. Dalam goresan lebar, ini dilakukan dengan membuat resin di atas tikar carbonfiber yang ditekan ke dalam cetakan dan kemudian diampelas dan dipoles. Dalam istilah lain, pencetakan 3D filamen serat karbon ada di adegan FDM, bahkan jika sangat abrasif dan menuntut nozzle seperti ruby ​​untuk dicetak.

Dengan desain interior yang tepat (yaitu, cetakan hampir hampa yang hanya berisi struts yang tidak memisahkan rongga di dalam cetakan), cetakan carbonfiber mungkin dapat diisi dengan resin dan menjadi komposit yang dicetak 3D, memberikan suara yang lebih dekat ke labu sambil memberikan daya tahan yang ekstrim.

Namun, desain seperti itu akan membutuhkan banyak jam kerja sebelum cetakan pertama dapat dimulai. Di atas itu pencetakan serat karbon adalah hal khusus yang tidak banyak toko cetak dapat lakukan atau lakukan secara teratur. Dan akhirnya, postprocessing untuk mengisi "cangkang labu" dengan resin adalah proses yang sangat rumit, diikuti dengan pelapisan lapisan dalam dan luar dan kemudian penyetelan ... Saya memperkirakan hal seperti itu setidaknya sama pricy dengan beberapa labu nyata.

Tambahan

Setelah beberapa bulan dan pertanyaan ini muncul kembali, saya menyadari beberapa hal lagi yang mungkin digunakan dalam desain ini:

• Cangkang tipis, lapis baja. Pikirkan tentang hal berikut ini: Mencetak dinding shell 2 atau 3, yang akan menjadi yang paling dalam. Kemudian perkuat dengan tikar resin dan carbonfiber sampai suaranya benar. Ini akan memungkinkan untuk menyetel labu sampai batas tertentu.

• Cetak solid, meluncur. Anda dapat mengambil model Anda dan mencetaknya dengan kuat, namun dalam desain Anda dapat memasukkan pohon seperti ruang kosong yang dapat diakses dari luar. dengan jarum suntik. Mendorong dalam resin melalui lubang-lubang ini akan membuat urat dari resin yang lebih keras di dalam labu, yang mungkin mengubah nada dan memperkuatnya.

• Pengolahan pasca. Dengan mengabaikan resin sebentar, Anda juga bisa membuat labu PLA lebih stabil dengan membiarkannya sembuh di oven selama beberapa waktu. Saya berhasil memanggangnya pada suhu sekitar 100 ° C selama sekitar satu jam. Untuk informasi lebih lanjut tentang bagaimana ini mengubah modulus bahan yang berbeda, saya sarankan CNC Kitchen: Thin Walls & PLA Annealing dan Perubahan dalam PLA anil