摘要：樂器制作中的材料處理可以使產(chǎn)品具有更好的柔韌度、通透度和松馳感應(yīng)度，使原材料在形成產(chǎn)品的過程中具有一致性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高材料的品質(zhì)，提升材料本身的性能和適用性。本文以琵琶制作為例，通過對琵琶背板制作中材料內(nèi)應(yīng)力的研究與實(shí)踐，有效地提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性。

關(guān)鍵詞：材料處理研究" 內(nèi)應(yīng)力" 絕干含水率 處理規(guī)程與工藝規(guī)范

引言

琵琶屬木質(zhì)結(jié)構(gòu)，受環(huán)境溫濕度的影響較大，特別容易出現(xiàn)變形、開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重制約并影響著琵琶的樂器性能發(fā)揮。究其變形與開裂的原因大多是琵琶的材料處理與內(nèi)應(yīng)力控制不達(dá)標(biāo)。因此，若要保障琵琶的外觀質(zhì)量，就須對琵琶的制作材料進(jìn)行有效地處理，以減少木材內(nèi)應(yīng)力，從而減少琵琶開裂現(xiàn)象，提升制品的穩(wěn)定性和耐用性。筆者認(rèn)為：琵琶的制作材料處理技術(shù)和處理規(guī)程以及工藝實(shí)踐規(guī)范是琵琶制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

琵琶由背板、音板、琴頭、琴軸、縛手、琴弦等部件組成，其制作材料大多是密度較大的硬木，比如色木、非洲紫檀木、奧氏黃檀木、微凹黃檀木、交趾黃檀木等，在琵琶料的開料過程中它們通常由圓木開解成80～85mm厚的板材，再以琵琶樣板為模板劃線，用挖鋸按模板線，鋸成像瓢一樣形狀的琵琶背板，然后用錛把琵琶正面里膛隨形刨制成瓢型，膛深35～40mm，把琵琶背板兩側(cè)及尾部的棱角用帶鋸切掉，把琵琶背板刨制成近似瓢的形狀。然而在琵琶背板料的開解與存放的過程中稍有不當(dāng)，就會出現(xiàn)琵琶背板端口開裂現(xiàn)象的發(fā)生，尤其是在春季地氣上升，刮春風(fēng)或夏季室外氣溫高，陽光暴曬的環(huán)境下，木材表皮失水快，特別容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。為此，樂海公司針對琵琶背板料的開裂問題制定了“琵琶的制作材料處理規(guī)程”與工藝實(shí)施規(guī)范。

一、琵琶背板下料的工藝流程

1.在琵琶背板由大板開解成琵琶背板的過程中，要求琵琶背板料第一時(shí)間內(nèi)要存放在自然溫度、濕度大于80%的環(huán)境下，3天內(nèi)刨完琵琶里膛并及時(shí)做好琵琶背板后部的切削，不能處理完的琵琶背板要及時(shí)用苫布或塑料布進(jìn)行遮蓋，做好防護(hù)，防止背板受風(fēng)或快速失水而開裂。

2.琵琶背板完成里膛與背部的切削加工后，要及時(shí)進(jìn)行30天為一周期的清水浸泡，要求夏季每2天換一次清水，春秋季視實(shí)際情況而定，每2～3天換一次清水，直到水清澈為止。清水浸泡的目的，就是用清水疏通木材纖維管孔，把樹膠及雜質(zhì)用清水替換掉，以增加木材的振動，提升樂器的音質(zhì)，使其更加清脆明亮、渾厚飽滿。

3.完成清水浸泡后，要及時(shí)把浸泡水放掉，即時(shí)用高壓水槍對琵琶背板進(jìn)行清洗，沖洗的目的就是把附著在琵琶背板上的雜質(zhì)及浸泡出的樹膠油脂沖洗干凈，便于琵琶背板的干燥處理；然后在坑內(nèi)淋水24小時(shí)后出坑，即時(shí)用白乳膠或白面漿糊粘紙糊好琵琶背板的端口面，防止琵琶背板失水或受風(fēng)開裂。

4.如不能在4小時(shí)內(nèi)完成處理，要及時(shí)用苫布進(jìn)行防風(fēng)遮蓋并第一時(shí)間放置在濕料庫進(jìn)行存儲。存儲期間要求每30天要倒垛一次，存儲3～4個(gè)月后，當(dāng)琵琶背板的含水率低于35%后，再倒入待轉(zhuǎn)材料庫繼續(xù)存儲。

二、琵琶背板的存儲

1.琵琶背板在待轉(zhuǎn)材料庫存儲10～12個(gè)月左右，每2個(gè)月要倒垛一次，碼垛要求琵琶背板擺放要整齊，每層間用3根50mm×50mm×1200mm的硬木隔條隔開，隔條在制作的時(shí)候要求隔條四面必須順直，且平整光滑、長短一致，確保琵琶背板碼垛整齊穩(wěn)定，不搖晃。同時(shí)要保證每層琵琶背板的高度一致，便于烘烤時(shí)通風(fēng)順暢，有利于琵琶背板的干燥（圖1）。

2.在碼垛時(shí)，隔條與琵琶背板成垂直狀，且3根隔條要擺放均勻，做到隔條上下垂直成一條直線，避免琵琶背板因碼放不整齊而導(dǎo)致琵琶背板在預(yù)熱烘烤的過程中，發(fā)生變形或通風(fēng)不良的情況而影響琵琶的干燥均勻度。

3.要求成人琵琶背板每層6個(gè)，每垛10層，共計(jì)60個(gè)。垛的規(guī)格為長1300mm、寬1160mm、高1300mm。兒童琵琶背板的垛的規(guī)格為長1000mm、寬900mm、高1250mm（圖2）。

4.琵琶背板在待轉(zhuǎn)庫存儲：平均含水率等于或小于20%的時(shí)候，就需要對琵琶背板進(jìn)行干燥處理，即蒸汽烘干處理。

三、干燥監(jiān)測設(shè)備在琵琶背板處理中的數(shù)值校對

琵琶背板的干燥處理是琵琶制作材料處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果處理的溫、濕度控制不到位，就會出現(xiàn)琵琶背板開裂現(xiàn)象。因此，樂海的《蒸汽干燥流程》規(guī)定：琵琶背板烘烤房前，烤房責(zé)任人要先對烤房監(jiān)測設(shè)備、儀表、探頭及線路進(jìn)行測試、校對，并填寫木料烘烤前的監(jiān)測記錄表，及時(shí)列入檔案以便于查詢。

1.用電阻校對干燥窯儀表

把兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻的一端分別接入儀表箱線板的端口1和2，另一端接入線板的端口3，用一根導(dǎo)線把端口3和端口4串聯(lián)在一起，然后把溫度傳感器放入加熱至沸騰的純凈水中，查看干燥窯儀表的讀數(shù)，以此來驗(yàn)證干燥窯系統(tǒng)內(nèi)的溫度傳感器的讀數(shù)是否準(zhǔn)確，要求準(zhǔn)確率小于等于1%，這一過程需要高精度的攝氏溫度計(jì)或溫度校驗(yàn)器作為參考。操作人員將待校準(zhǔn)的溫度傳感器和高精度水銀溫度計(jì)在同一環(huán)境下放入沸騰的純凈水中，比較兩者的讀數(shù)差異，如果有偏差就要調(diào)整溫度傳感器或其他相關(guān)電器，以確保監(jiān)測儀表的讀數(shù)準(zhǔn)確。

2.用溫度計(jì)校對烤房傳感器

把烤房內(nèi)的溫濕度傳感器分別拆下來，使U1、U2與標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)用膠布綁在一起，分別把傳感器與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放在100℃、80℃、60℃的純凈水中，觀察U1、U2顯示的溫度與水銀溫度計(jì)的溫度是否一致，一旦出現(xiàn)不一致的情況時(shí)，要調(diào)整傳感器探頭，使其所讀數(shù)值與參照水銀溫度計(jì)讀數(shù)保持一致；然后再把U3、U4與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)用膠布綁在一起，分別把傳感器與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放在100℃、80℃、60℃的水中，觀察U3、U4與參照溫度計(jì)的顯示數(shù)值是否一致。只有干濕球溫度一致時(shí)，才能保證烤坑運(yùn)行時(shí)干濕球所顯示的數(shù)據(jù)是真實(shí)數(shù)據(jù)。

3.探針探測的精度校對

探針是監(jiān)測烤房各區(qū)域木塊含水率變化的監(jiān)測部件，設(shè)置在前、后、左、右、中間等區(qū)域，上與下約6～8個(gè)探針，其數(shù)值能反映烤房各區(qū)域含水率的狀態(tài)。有時(shí)受探針線路老化、引線長度、探針質(zhì)量等多因素的影響數(shù)值會出現(xiàn)差異。

為此，琵琶背板烘烤前要校對各探針的精度。通常情況下我們選一標(biāo)準(zhǔn)樣塊，用0.38mm的鉆頭打眼，深度是木塊厚度的1/2，然后用錘子把探針釘入眼孔，然后依次把探針插入標(biāo)準(zhǔn)樣塊，查看每個(gè)探點(diǎn)所顯示的數(shù)據(jù)是否一致，如果出現(xiàn)差異則需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保各探點(diǎn)元件的準(zhǔn)確性。

四、烘干處理的工藝環(huán)節(jié)

校對工作完成后，接下來就要進(jìn)入琵琶背板的蒸汽烘干處理。烘干處理有4個(gè)工藝環(huán)節(jié)。

1.預(yù)熱處理：琵琶背板的烘干處理首先要進(jìn)行預(yù)熱處理，讓琵琶背板慢慢地升溫，防止升溫梯度過大導(dǎo)致琵琶背板不能適應(yīng)溫度變化而開裂，通常設(shè)定干球溫度50℃，濕球溫度47℃，在此環(huán)境下停留24小時(shí)，讓琵琶背板充分均勻熱透。

2.干燥處理：預(yù)熱過程完成后，接下來就要進(jìn)行升溫干燥處理了。干球溫度每天升溫3℃～5℃，直至升溫到60℃左右。在升溫的同時(shí)，逐漸拉開干球和濕球的溫度差，隨之木材的含水率（EMC）也會降低。在實(shí)際干燥中被干木料厚度上含水率的分布是不均勻的，這種不均勻性會對木材的干燥產(chǎn)生很大的影響。不均勻性越大，這種影響越大，勻速干燥期就越短。這表現(xiàn)在被干木料一進(jìn)入干燥階段，很快就會出現(xiàn)干縮的現(xiàn)象。事實(shí)上，在木材干燥窯內(nèi)，干燥厚度85mm以上的板材時(shí)，等速（勻速）干燥期幾乎是不存在的。因此，為了保障琵琶背板的零缺陷干燥，需要及時(shí)了解琵琶背板的含水率情況，要對琵琶樣塊進(jìn)行分割切塊，做琵琶背板的絕干含水率測試，然后根據(jù)樣塊的分層絕干含水率情況，調(diào)整干燥窯干球與濕球的數(shù)值，以保證琵琶背板的EMC變化，滿足琵琶背板干燥程序的數(shù)據(jù)把控。

3.中間處理：琵琶背板烘烤過程中的中間處理，是蒸汽烘烤過程中不可缺少的一個(gè)過程。中間處理是對木材進(jìn)行噴淋處理，通過蒸汽噴蒸使木材表面濕度加大，以調(diào)整表層和深層的含水率分布，讓木材里外濕度平衡，促使木材內(nèi)部的水份蒸發(fā)出來，減小厚度上的含水率梯度，使木材內(nèi)的水分較為均勻分布，從而起到降低木材含水率的作用，減少烘干過程中木材表面開裂的問題。中間處理的進(jìn)行與否與進(jìn)行的次數(shù)，應(yīng)根據(jù)木材的樹種、厚度和對干燥質(zhì)量的要求及已存在的應(yīng)力大小（通過應(yīng)力試驗(yàn)片）來判斷。 中間處理時(shí)的介質(zhì)狀態(tài)，要和木材當(dāng)時(shí)的含水率相適應(yīng)，即干燥介質(zhì)的溫度（干球）應(yīng)取高于干燥基準(zhǔn)表上相應(yīng)含水率階段的干球溫度 6℃～10℃；相對濕度應(yīng)和木材當(dāng)時(shí)的含水率相平衡，以防止中間處理時(shí)蒸發(fā)水分，也要防止木材表面過分吸濕而回潮，影響琵琶背板的烘干進(jìn)度。

4.終了處理：當(dāng)木材干燥到要求的終含水率時(shí)，必須進(jìn)行終了處理，以減小木材沿厚度方向的含水率梯度，消除或減小干燥過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。終了處理的介質(zhì)溫度可比干燥基準(zhǔn)最后的溫度高 4℃～5℃，平衡含水率與終含水率相一致或比終含水率高4%～6%。在此環(huán)境下可以很好地去除木材應(yīng)力，使木材里外應(yīng)力平衡，減少木材的開裂與變形量，在此環(huán)境下需要悶窯24小時(shí)，然后只保留風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其他程序關(guān)閉。待窯內(nèi)溫度自然降低至常溫后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)，到此為止，該琵琶背板蒸汽烘干環(huán)節(jié)才算完成。

完成烘干環(huán)節(jié)之后，將進(jìn)入冷卻階段：需要關(guān)閉加熱器和噴淋管，風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以加速冷卻。待木材冷卻后方可卸出，以防木材開裂，也可通過一定時(shí)間的悶窯處理后卸出木材。

五、材料處理過程的數(shù)值記錄

材料的烘烤處理過程中要做好烘干跟蹤記錄，嚴(yán)格按材料的烘干流程進(jìn)行烘烤，并及時(shí)查看烘干過程中材料的含水率狀態(tài)，必要時(shí)，要進(jìn)行中間加濕處理，防止材料開裂現(xiàn)象的發(fā)生。在材料處理研究中，各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)記錄是理性思考和總結(jié)中必不可少的。

六、琵琶背板烘干后的存儲與工藝處理

琵琶背板烘烤完畢后，要放置在濕度50%～60%、溫度5℃～25℃的通風(fēng)干燥環(huán)境下，放置3個(gè)月左右才允許使用。存放的目的是讓琵琶背板內(nèi)部應(yīng)力充分穩(wěn)定，減少在制作過程中的開裂與變形，同時(shí)對琵琶的外觀保障也能起到明顯作用。

1.琵琶背板的開裂處理：干燥好的琵琶背板接下來要進(jìn)行加工處理。通常情況下，要采用雕刻機(jī)按設(shè)定好的加工程序進(jìn)行加工，先粗雕，再精雕。

2.完成精雕后，用502膠水對琵琶背板開裂處進(jìn)行第一遍處理，把裂縫填到位，杜絕因環(huán)境變化而導(dǎo)致琵琶背板裂紋加大。干燥后的裂紋處使用502膠，會起到很好的固定作用。

3.琵琶流水線一道：對琵琶背板上深度超過0.5mm、開裂長度為100mm以內(nèi)的裂縫進(jìn)行嵌木扣處理。不能鑲嵌木扣的邊緣部位要用12號鋼絲進(jìn)行加固。毛細(xì)裂紋用馬釘進(jìn)行加固，要求50mm一個(gè)馬釘，并對琵琶背板后背裂紋進(jìn)行第二遍502點(diǎn)裂處理，琵琶背板開裂長度超過100mm的裂縫，要用合金鋸片鋸開，進(jìn)行拼板處理后降級使用。

4.琵琶背板的分級

在琵琶的加工過程中，通常要對琵琶背板及配套材料進(jìn)行分級，以奧氏黃檀木琵琶背板為例通常要分為4個(gè)級別：

（1）特級材料：顏色一致，黑黃分明，紋理清晰漂亮，大花紋，左右對稱，質(zhì)地均勻，密度大，無裂紋，無糟朽，用于制作海銘藍(lán)琵琶。

（2）一級材料：顏色一致，紋理清晰，質(zhì)地均勻，密度大，無劈、無裂，用于做拋光琵琶。

（3）二級材料：顏色稍有差異，紋理較清晰，質(zhì)地均勻，有小裂紋的經(jīng)處理后降級用做聚酯油漆琵琶。

結(jié)語

本文通過對《琵琶制作的材料處理規(guī)程與工藝實(shí)施規(guī)范》即琵琶材料處理工藝及實(shí)施環(huán)節(jié)的詳細(xì)解讀，介紹了樂海樂器在材料處理工藝方面所做的階段性研究成果。具體地談到材料的開解、浸泡、蒸汽干燥處理方案，介紹了對材料開裂的處理方案與實(shí)施規(guī)范。最終形成產(chǎn)品質(zhì)量把控中的烘干效果測定、材料等級分類與鑒定等一整套規(guī)定及工藝實(shí)施流程中的調(diào)整和數(shù)據(jù)整合，力圖通過研究對琵琶材料處理工藝技術(shù)的嚴(yán)格控制、逐步把關(guān)，大大降低了琵琶背板的開裂幾率，提升了琵琶產(chǎn)品的質(zhì)量，建構(gòu)具有實(shí)踐意義的工藝規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐過程中，探索與積累了樂器制作中的材料處理的科技手段與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。