趙春婷

（接上期）

（2）碳纖維材料替代木材

碳纖維，是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占到90%以上，既有碳素材料的結(jié)構(gòu)特性又有纖維形態(tài)特征的一種高性能纖維，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械設(shè)備、建筑交通、文體醫(yī)療等領(lǐng)域。直到21世紀(jì)初，碳纖維復(fù)合材料才逐漸被運(yùn)用到樂器制造領(lǐng)域。

碳纖維在樂器制造領(lǐng)域中的應(yīng)用具有其必要性和優(yōu)越性。傳統(tǒng)樂器大多采用木材作為原材料，并且對(duì)木材的材質(zhì)要求非常高。首先，對(duì)木材的質(zhì)量要求較高，要選用無(wú)開裂、無(wú)節(jié)子、無(wú)蟲眼的木材;其次，對(duì)木材的密度、年輪寬度、年輪數(shù)及微觀特征也有具體的要求。由此，可選擇的適合制作樂器的木材只局限于少數(shù)的幾種或者是這些種類木材的原木中的某些部位。例如，一般情況下，生產(chǎn)樂器共鳴板的原木出材率在10%左右。再加上世界性木材資源匱乏的現(xiàn)狀，適合制作樂器音板的木材資源更是匱乏。目前，國(guó)內(nèi)鋼琴生產(chǎn)企業(yè)所面臨的最大問題是，木材尺寸穩(wěn)定性達(dá)不到技術(shù)要求，原因主要是由于木材的耐濕熱性能差。雖然可以通過技術(shù)高溫處理或二次干燥處理等措施來(lái)平衡木材吸水性，但工藝卻相對(duì)復(fù)雜，直接影響樂器產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，尋找新的可替代木材的樂器用材料具有現(xiàn)實(shí)意義。早在1985年英國(guó)國(guó)際復(fù)合材料工業(yè)最具知名度、影響力和權(quán)威性的專業(yè)學(xué)術(shù)刊物《加強(qiáng)塑料》就報(bào)道了一種構(gòu)造新穎、技術(shù)領(lǐng)先的“無(wú)音品”膠合滑音碳纖維電吉他已在英國(guó)和國(guó)際市場(chǎng)露面，并在音樂界引起反響。

21世紀(jì)初，日本京都工藝?yán)w維大學(xué)前川善一郎教授專門研究對(duì)比了碳纖維復(fù)合材料與其它材料的振動(dòng)參數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，碳纖維復(fù)合材料具有較高的比動(dòng)態(tài)彈性模量及較小的對(duì)數(shù)衰減系數(shù)，其不僅具有優(yōu)異的振動(dòng)特性，并且這種振動(dòng)特性還是可以根據(jù)要求任意設(shè)計(jì)?？傮w來(lái)說(shuō)，碳纖維復(fù)合材具有比模量高、彎曲強(qiáng)度大、耐疲勞性能好，受環(huán)境溫度濕度影響小、優(yōu)異的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性、耐腐蝕、耐高溫、聲學(xué)品質(zhì)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。因此，它逐漸被樂器制造行業(yè)所接受。碳纖維復(fù)合材料曾被運(yùn)用到民謠吉他、電吉他、小提琴、鋼琴的制造中。

連云港神鷹碳纖維自行車有限責(zé)任公司徐艷等人申請(qǐng)了名為《一種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作吉他的方法》（專利號(hào)：CN201310387616.4）的發(fā)明專利，并于2015年12月23日得到專利的授權(quán)。這種碳纖維吉他主體選用國(guó)產(chǎn)碳纖維和少量玻纖進(jìn)行復(fù)合，其特點(diǎn)是在剛的基礎(chǔ)上不乏柔性，讓碳纖維吉他產(chǎn)生悠揚(yáng)的美妙音質(zhì);吉他的面板和背板仿照木材聲學(xué)原理，采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并針對(duì)琴頸和琴箱底部進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，具有音色優(yōu)美、不變形、不受潮、不開裂等特點(diǎn)，這種新材料的采用使吉他煥發(fā)了新的光彩，給樂器的制作開拓出一條新道路。

北京樂器研究所在已有的前期開發(fā)鋼琴擊弦機(jī)替代材料的基礎(chǔ)上，成功地將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用到鋼琴擊弦機(jī)零件的制造中，以替代了市場(chǎng)上部分型號(hào)的木質(zhì)擊弦機(jī)，并在生產(chǎn)中得到成功應(yīng)用。由于鋼琴產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)的繁多，用一種規(guī)格的碳纖維復(fù)合材料擊弦機(jī)是不能覆蓋所有鋼琴擊弦機(jī)產(chǎn)品的;所以，本項(xiàng)目旨在開發(fā)一系列立式鋼琴的碳纖維復(fù)合材料的擊弦機(jī)，以滿足大多數(shù)鋼琴生產(chǎn)企業(yè)的要求。該項(xiàng)目研究主要有三個(gè)方向，一是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將碳纖維復(fù)合材料立式鋼琴擊弦機(jī)系列化，滿足各種鋼琴規(guī)格的要求;二是開發(fā)通用型的復(fù)合材料立式鋼琴擊弦機(jī)，盡可能地覆蓋目前市場(chǎng)上面各企業(yè)的主打產(chǎn)品;三是利用復(fù)合材料擊弦機(jī)的可注塑性及模具設(shè)計(jì)的便利性，通過設(shè)計(jì)復(fù)合材料擊弦機(jī)的造型來(lái)增加其藝術(shù)性及可觀賞性，這種藝術(shù)造型的擊弦機(jī)不僅可以應(yīng)用在傳統(tǒng)鋼琴上，還可以應(yīng)用在目前日益發(fā)展成熟的數(shù)碼鋼琴產(chǎn)品中，將音樂、藝術(shù)、運(yùn)動(dòng)有效直觀地結(jié)合起來(lái)，而這些恰恰是木質(zhì)擊弦機(jī)很難達(dá)到的。

（3）新型仿象牙復(fù)合材料

仿象牙復(fù)合材料應(yīng)用于樂器制造行業(yè)中，目前還未有先例。北京樂器研究所經(jīng)過多年的相關(guān)技術(shù)的調(diào)研與前期試驗(yàn)積累，于2019年申報(bào)了北京市科委自主立項(xiàng)項(xiàng)目《防滑、吸汗仿象牙色鋼琴鍵片的開發(fā)》，并獲批。目前，該項(xiàng)目利用丙烯酸脂和丙烯酸羥基脂進(jìn)行共聚，并通過聚醚多元醇-聚氨酯共混，制備了具有親水、親膚熱塑性樹脂基體材料。同時(shí)通過樹脂基體與多孔、吸水性填料進(jìn)行復(fù)合，使得材料具有良好的透氣性、吸水排汗的性質(zhì)，解決現(xiàn)有仿象牙琴鍵材料因手汗聚集而影響手感的弊端，開發(fā)出了一種具有象牙質(zhì)感，同時(shí)對(duì)水分具有“呼吸”作用的新型仿象牙復(fù)合材料琴鍵材料。同時(shí)，項(xiàng)目也是對(duì)傳統(tǒng)古典鋼琴制作工藝的復(fù)興，具有較高的歷史價(jià)值。

4.人工智能技術(shù)的引入

2019年，中央音樂學(xué)院創(chuàng)建“音樂人工智能與音樂信息科技系”，并于同年首次招收“音樂人工智能與音樂信息科技系”方向博士生。中央音樂學(xué)院院長(zhǎng)俞峰教授與清華、北大專家組建跨學(xué)科雙導(dǎo)師培養(yǎng)制，著力培養(yǎng)音樂與理工科交叉融合的復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才。人工智能對(duì)于樂器行業(yè)技術(shù)升級(jí)主要體現(xiàn)在數(shù)碼（電子）樂器的技術(shù)升級(jí)改造上。早在上個(gè)世紀(jì)90年代初，傳統(tǒng)樂器就已經(jīng)在國(guó)內(nèi)嘗試電子化，如電子琴、電子鼓、電鋼琴等。時(shí)間來(lái)到21世紀(jì)，電子手風(fēng)琴、電子管風(fēng)琴等研發(fā)技術(shù)已經(jīng)初現(xiàn)成果。同時(shí)，中國(guó)民族樂器亦開始嘗試電子化，例如電子古箏、電子琵琶等，在這一領(lǐng)域，羅蘭公司做出了突出的貢獻(xiàn)。2018年9月，在第五屆“網(wǎng)易未來(lái)科技峰會(huì)”上，視感科技旗下產(chǎn)品Poputar智能吉他、Populele智能尤克里里在此次展會(huì)上亮相。Poputar 智能吉他通過琴頸LED燈指示左手按弦位置，依靠節(jié)奏游戲引導(dǎo)APP右手彈法⑨，完全改變了傳統(tǒng)的演奏方式，為初學(xué)者提供了更為便捷的學(xué)習(xí)途徑，有助于吉他的更進(jìn)一步的普及。

5.3D技術(shù)的運(yùn)用

自本世紀(jì)初，3D技術(shù)即已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)，其主要目的是為滿足個(gè)性化的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用航空航海、軍事等高精尖的行業(yè)。近年技術(shù)逐步下沉，用于民用，尤其用于文創(chuàng)領(lǐng)域，節(jié)省大批量生產(chǎn)后修版所帶來(lái)的浪費(fèi)。樂器行業(yè)也在2010年前后開始引入3D打印技術(shù)。北京樂器研究所于2013年即利用市財(cái)政科研經(jīng)費(fèi)購(gòu)置了3D打印機(jī)，用于電鋼琴的元器件及小部分外殼配件。2014年中國(guó)（上海）國(guó)際樂器展覽會(huì)上，利用3D打印技術(shù)，打印出了長(zhǎng)笛、排簫、哨子、MIDI控制器等，這些“打印”出來(lái)的樂器及控制器都具有演奏（使用）的功能。2019年P(guān)LAM北京國(guó)際樂器展“國(guó)際創(chuàng)新樂器與音樂科技發(fā)展論壇”上汪洪又在現(xiàn)場(chǎng)展示了3D打印的東琴和改良的二胡。3D打印技術(shù)為樂器制造注入新技術(shù)及新材料的來(lái)源，為樂器制造升級(jí)技術(shù)提供先決條件。

通過對(duì)近十年樂器行業(yè)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)的調(diào)查研究，結(jié)合這幾年的行業(yè)的專利申請(qǐng)總體情況、新材料、替代材料的研發(fā)、跨學(xué)科總體狀況等方面的分析認(rèn)為：

首先，提高企業(yè)專利申請(qǐng)的專業(yè)性、系統(tǒng)性、針對(duì)性、價(jià)值性;

其次，建立樂器產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。目前，樂器聲學(xué)研究中，樂器聲學(xué)品質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)方法已經(jīng)逐漸體系化，建立樂器聲學(xué)品質(zhì)客觀評(píng)價(jià)體系指日可待。樂器聲學(xué)主觀評(píng)價(jià)早已建立專家?guī)?，但目前還要出具完備的樂器主觀評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則，并更新現(xiàn)有專家?guī)?。此外，樂器產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系還需要檢測(cè)機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、第三方機(jī)構(gòu)的合作，出具相關(guān)準(zhǔn)則。

再次，從現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代音樂文化服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。例如，珠江鋼琴近年來(lái)的經(jīng)營(yíng)模式，可以說(shuō)有點(diǎn)、有面，點(diǎn)是時(shí)間節(jié)點(diǎn)，適時(shí)跨入新的行業(yè)、新的領(lǐng)域。面是宏觀規(guī)劃，放在整個(gè)制造行業(yè)謀求發(fā)展。珠江鋼琴發(fā)展的每一個(gè)階段都是制造企業(yè)所要經(jīng)歷的，我們是重新建立一個(gè)制造企業(yè)，重新走一遍所有的階段還是直接跳到現(xiàn)階段。當(dāng)下，許多樂器企業(yè)研發(fā)智能化樂器，在展會(huì)上展示其讓人眼花繚亂的感官刺激。殊不知，智能化的概念不是一個(gè)簡(jiǎn)單的智能化樂器，而是在樂器背后的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、教育軟件開發(fā)、教育軟件課程的開發(fā)等等一系列配套系統(tǒng)。因此，可以說(shuō)，擺在制造業(yè)面前的情況就是，現(xiàn)代服務(wù)業(yè)將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱。

目前，落實(shí)到實(shí)際工作，是建立一個(gè)樂器制造+現(xiàn)代音樂文化的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)需要整合社會(huì)力量，包括政府、業(yè)界、商界、學(xué)界和第三部門，甚至可以包括消費(fèi)者，來(lái)共同建立發(fā)展平臺(tái)。一是建立信息網(wǎng)絡(luò)和交流，通過設(shè)立網(wǎng)站，不斷傳播行業(yè)動(dòng)態(tài)，發(fā)布行業(yè)發(fā)展指數(shù)等：二是促進(jìn)相關(guān)部門的內(nèi)部資源整合，現(xiàn)代服務(wù)業(yè)牽涉到許多政府部門，不僅需要政策的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，更需要人才、知識(shí)的廣泛交流。市政府可以建立促進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的聯(lián)席辦公會(huì)議制度，定期研究和部署、規(guī)劃現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展。三是大力發(fā)展民間機(jī)構(gòu)，通過第三部門力量推動(dòng)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展。中國(guó)樂器協(xié)會(huì)（CMIA）在這方面走在了前端，2016年，其聯(lián)合中國(guó)教育學(xué)會(huì)音樂教育分會(huì)（CSME）、中國(guó)音樂家協(xié)會(huì)管樂學(xué)會(huì)（CASBE）、中央音樂學(xué)院（CCOM） 建立了全國(guó)音樂教育服務(wù)聯(lián)盟之一平臺(tái)⑩。全國(guó)音樂教育服務(wù)聯(lián)盟是非法人機(jī)構(gòu)的全國(guó)性音樂教育服務(wù)平臺(tái)。其宗旨是：認(rèn)真貫徹落實(shí)黨和國(guó)家音樂教育的方針政策，各個(gè)行業(yè)協(xié)（學(xué)）會(huì)、音樂院校和樂器制造企業(yè)及琴行培訓(xùn)機(jī)構(gòu)跨界合作，共同研究音樂教育市場(chǎng)的環(huán)境、特點(diǎn)和新需求，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，相互支持原有的優(yōu)秀品牌項(xiàng)目，同時(shí)研究拓展新的服務(wù)項(xiàng)目。

綠色環(huán)保意識(shí)迎來(lái)樂器行業(yè)新時(shí)代、知識(shí)產(chǎn)權(quán)助力樂器科技創(chuàng)新、人工智能技術(shù)為樂器行業(yè)技術(shù)升級(jí)帶來(lái)新契機(jī)、3D技術(shù)為樂器制造技術(shù)升級(jí)及樂器新材料更新提供先決條件、行業(yè)三級(jí)科技合作項(xiàng)目體系建立推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合、企業(yè)規(guī)模性技術(shù)改造為樂器行業(yè)技術(shù)提升注入強(qiáng)心劑等六大看點(diǎn)，呈現(xiàn)出近十年來(lái)樂器行業(yè)技術(shù)發(fā)展的勃勃生機(jī)。

注釋：

⑨參見《2019中國(guó)音樂產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告——音樂科技與裝備專題報(bào)告》，《音樂產(chǎn)業(yè)面對(duì)面》，2019-07-14。

⑩參見《全國(guó)音樂教育服務(wù)聯(lián)盟正式啟動(dòng)》（羅蘭數(shù)字音樂教育，東方創(chuàng)業(yè)網(wǎng)2016-08-12）