從長江鋼琴所采用的第三代碳纖維擊弦機(jī)說起

中國最高端的民族品牌----長江鋼琴，采用第三代碳纖維超反應(yīng)擊弦機(jī)，已經(jīng)推出，反響強(qiáng)烈，先后奪得數(shù)個金獎，第三代碳纖維擊弦機(jī)的優(yōu)越性毋庸置疑，下面就技術(shù)性能做一個詳細(xì)的介紹，以飧閱者。

第三代碳纖維鋼琴擊弦機(jī)，在國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)非常普及，中國市場最先是通過日本KAWAI原裝鋼琴了解到第三代碳纖維擊弦機(jī)的這個概念。 其實(shí)，在歐美，技術(shù)更先進(jìn)的公司還有諸如STEINWAY&SONS，MASON&HAMLIN，WNG，LANGER，KAWAI。這些世界第一流的樂器公司最先采用尖端材料的創(chuàng)新設(shè)計，一直不斷地在改變著現(xiàn)代鋼琴擊弦機(jī)所固有的觀念、期望、材料、設(shè)計、維護(hù)等方面。

碳素纖維又稱碳纖維（Carbon Fiber，簡稱CF）。在國際上被譽(yù)為“黑色黃金”，它繼石器和鋼鐵等金屬后，被國際上稱之為“第三代材料”，因?yàn)橛锰祭w維制成的復(fù)合材料具有極高的強(qiáng)度，且超輕、耐高溫高壓。碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為230~430Gpa，亦高于鋼。 123,123

碳纖維擊弦機(jī)，也稱為第三代超反應(yīng)擊弦機(jī)。（注：ABS是第二代擊弦機(jī)。）

據(jù)美國加州州立理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第二代擊弦機(jī)與傳統(tǒng)木制材料相比，強(qiáng)度提高50%，耐候性提高30倍，尺寸統(tǒng)一性（精度）提高18%。而第三代碳纖維擊弦機(jī)強(qiáng)度比第二代要高75%。

第三代超反應(yīng)碳纖維擊弦機(jī)具備優(yōu)點(diǎn)：

1. 反應(yīng)更快!（回鍵速度提高25%，意味著連擊速度可達(dá)驚人的9~10次/秒，僅次于三角琴）
2. 力量更強(qiáng)?。◤?qiáng)度提升，硬度加強(qiáng)，是能量獲得更有效的傳遞）
3. 可控性佳?。ň艿脑O(shè)計，使彈奏更具有可控性）

下面給有興趣了解最先進(jìn)鋼琴制作材料科學(xué)的消費(fèi)者做較為詳細(xì)的介紹， 感謝在國際著名的WNG公司任職多年的好朋友提供的素材。

第三代碳纖維超反應(yīng)擊弦機(jī)的產(chǎn)生及優(yōu)勢： 123,123

木質(zhì)材料VS復(fù)合材料

材料科學(xué)已經(jīng)在過去的100年里取得了難以置信的進(jìn)步，唯有木質(zhì)材料還獨(dú)存于今天的鋼琴擊弦機(jī)中，在科技非常發(fā)達(dá)的今天，木質(zhì)擊弦機(jī)的種種弊端已經(jīng)暴露的淋漓盡致。



材料

近代，當(dāng)歐美發(fā)達(dá)國家的一流鋼琴制作專家，開始構(gòu)思設(shè)計新型鋼琴擊弦機(jī)時，他們很快發(fā)現(xiàn)木頭、呢料軸襯和傳統(tǒng)材料不是那么好而且最終會阻止能量的釋放，了解到這些后，這些一流專家決定擯棄傳統(tǒng)的鋼琴擊弦機(jī)材料并使用那些更堅硬、放心、耐用且只需要低維護(hù)的最新科技材料。



先進(jìn)的復(fù)合材料

第三代碳纖維擊弦機(jī)的核心和主干材料是上圖黑色的復(fù)合材料，這不要混淆于普通塑料，圖中這種復(fù)合材料（碳纖維）要比木質(zhì)材料更加堅硬耐用。這種力量造就了鋼琴制作的突破性設(shè)計，這種設(shè)計效果是使用木質(zhì)材料所無法達(dá)到的。 123456



堅硬的軸襯

因?yàn)檩S襯是鋼琴擊弦機(jī)中一個非常重要的零件，而第三代碳纖維擊弦機(jī)使用的是一種新型很堅硬且稠密的材料作為其軸襯。這種材料不僅完全不透水，還能保持非常穩(wěn)定的針扭矩和經(jīng)過一千八百萬次敲擊后仍有的統(tǒng)一性。軸襯以合適的緊度在鋼琴擊弦機(jī)中運(yùn)作太緊的話針就不能轉(zhuǎn)動；過于寬松又會導(dǎo)致針晃動不停；阻力的任何變化都會直接影響到鋼琴的觸感。傳統(tǒng)木質(zhì)擊弦機(jī)使用的是呢料軸襯，因此很容易受潮，也容易因季節(jié)變化吸收濕度情況而膨脹或收縮。這不僅會導(dǎo)致鋼琴觸感不靈敏和不一致，也使得調(diào)整一臺鋼琴變得非常麻煩。

每天都會有越來越多的人，都會發(fā)現(xiàn)新型復(fù)合材料的擊弦機(jī)具有驚人的清晰度、一致性與響應(yīng)性。
本文來自123

設(shè)計

這種復(fù)合性材料的使用為這些歐美發(fā)達(dá)國家的擊弦機(jī)公司，開啟了世界設(shè)計領(lǐng)域的“大門”。

他們使用的材料不再僅限于木材質(zhì)地、轉(zhuǎn)而創(chuàng)造出高度可定制、適應(yīng)性強(qiáng)的擊弦機(jī)部件，而且?guī)缀跄軌驖M足任何翻新及維護(hù)需要。

減少的旋轉(zhuǎn)力量

第三代碳纖維擊弦機(jī)，利用先進(jìn)復(fù)合材料的設(shè)計靈活性，已經(jīng)把聯(lián)動器中心重力移向了中心軸。這種轉(zhuǎn)變大大減少了聯(lián)動器的轉(zhuǎn)動力量，并使人們在彈奏時更輕便，這是使用木質(zhì)材料所不可能達(dá)到的效果。

雙面氈制頂桿

第三代碳纖維擊弦機(jī)的頂桿和復(fù)合材料頂桿上的勺子都是氈制的，這樣的話就可以在使用擊弦機(jī)時盡可能的沒有噪音。

可定制的系統(tǒng)

歐美發(fā)達(dá)國家的擊弦機(jī)公司已開發(fā)并整合了幾個集成系統(tǒng)以裝進(jìn)擊弦機(jī)部件，這樣就使它們不僅適用于任何鋼琴，還讓翻新師們能夠解決無數(shù)的擊弦機(jī)幾何問題。此外，這些系統(tǒng)還讓鋼琴家們能獲得一種更為具體的觸覺或感覺，翻新師們也能很容易地調(diào)整鋼琴達(dá)到鋼琴家們所需要的性能。

可定制的底座

新型的碳纖維擊弦機(jī)，可以有9種不同的底座，在1/2MM的增量中有14種可選位置-----一個令人難以置信的126種可能組合。

可供選擇的可粘型底

可供選擇的可粘型底，第三代碳纖維擊弦機(jī)公司，生產(chǎn)可供選擇可粘的粘型底呢。在傳統(tǒng)的擊弦機(jī)中，如果需要添加一個底呢，將不得不購買一整套全新的聯(lián)動器，或者如果想把它取下來，就不得不對其做一個不可逆轉(zhuǎn)的改變。碳纖維擊弦機(jī)公司的底呢系統(tǒng)是專門設(shè)計來解決這個問題的，它能在不損壞聯(lián)動器的情況下取下或粘上底呢。

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3種規(guī)格的頂桿

碳纖維擊弦機(jī)公司提供3種不同規(guī)格的頂桿來與大量不同種類的鋼琴相配。

維護(hù)

世界尖端材料于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先設(shè)計的完美組合
碳纖維擊弦機(jī)公司創(chuàng)新性的鋼琴擊弦機(jī)不僅維護(hù)與管理成本最低，而且表演性能也很棒。

堅硬的軸襯

碳纖維擊弦機(jī)，使用的是一種專門開發(fā)的完全不受外界濕度環(huán)境影響的硬質(zhì)軸襯材料，并且也不需要每個季節(jié)都去校準(zhǔn)。傳統(tǒng)的鋼琴擊弦機(jī)使用的是一種“熱脹冷縮”的呢料軸襯，這就需要在鋼琴中保持觸感的一致性而做頻繁的修理。



合成麂皮

新型碳纖維擊弦機(jī)的鼓輪材料是鋼琴界已使用了超過20年的一種合成材料，且經(jīng)證明這種材料的鼓輪比傳統(tǒng)麂皮鼓輪的使用壽命更長。此外，這種合成材料比普通麂皮料更滑潤，還不會變干或者發(fā)出聲響。

自動潤滑表面

新型碳纖維擊弦機(jī)的先進(jìn)復(fù)合材料， 另一個優(yōu)點(diǎn)就是其平衡桿、頂桿和頂桿觸頭都不需要潤滑、木質(zhì)鋼琴擊弦機(jī)需要用以石墨涂料或聚四氯乙烯潤滑劑以保持正常運(yùn)作，然而這些涂料在使用中會逐漸磨損掉，進(jìn)而使得木質(zhì)擊弦機(jī)需不斷重新添加潤滑劑以保持其正常工作。

不銹鋼彈簧

新型碳纖維擊弦機(jī)所有聯(lián)動器部件的彈簧都是不銹鋼的，這種不銹鋼彈簧相傳統(tǒng)擊弦機(jī)中的磷青銅彈簧而言要更穩(wěn)定且張力持續(xù)時間更長。

架軸上的螺絲很緊

木質(zhì)材料和呢料軸襯都會隨著季節(jié)的變化而擴(kuò)張或收縮。然而，濕度并不會影響到木質(zhì)擊弦機(jī)內(nèi)部的架軸上的螺絲。當(dāng)季節(jié)變化時，架軸上的螺絲就會松動。因?yàn)樾滦吞祭w維擊弦機(jī)使用的是先進(jìn)復(fù)合材料，其內(nèi)部擊弦機(jī)是不受濕度所影響的，因此螺絲松動也將不再是一個麻煩事，并且從不需要重新上緊。 123456



木質(zhì)材料VS復(fù)合材料

100年前，高爾夫球桿、網(wǎng)球拍、飛機(jī)和擊弦機(jī)部件都是由木頭制成。

快速前進(jìn)到今天，你會發(fā)現(xiàn)只有鋼琴擊弦機(jī)仍然是木頭制成。

在過去的一個世紀(jì)里，成千上萬的創(chuàng)新和技術(shù)上的重大突破均已被發(fā)現(xiàn)很純熟，然而只有鋼琴擊弦機(jī)仍沿用早在19世紀(jì)就使用過的方式。

為什么呢？

出于對未知因素的考量，大多數(shù)生產(chǎn)擊弦機(jī)的公司都選擇不利用或簡單地忽略改進(jìn)設(shè)計和材料，更不愿意偏離上個世紀(jì)的所謂尖端材料---木頭。



精密的儀器

一架鋼琴的擊弦機(jī)是由一系列的小零件相輔相成，如果其中某一個組件出了問題，那么就會迅速升級，影響整個音符，不言而喻，要構(gòu)建一個可行、靈敏的擊弦機(jī)并能經(jīng)得起時間的考驗(yàn)，就必須使用一種既非常耐用又可行的材料。

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未釋放的張力

木材是一種“張力材料”，這就意味著其內(nèi)部存儲有張力。隨著時間的推移，這種張力會被釋放、木材就會變形并且原來切過的地方會有變化。在一臺鋼琴擊弦機(jī)中，每個組件都有木頭制成且易受影響而改變，不過，受影響最大的部分還是頂桿和弦槌柄。

頂桿微妙地與聯(lián)動器緊密相容的對齊。當(dāng)頂桿的內(nèi)部張力釋放后，它會很容易的就失離它在聯(lián)動器窗的位置并于平衡桿相接觸。這種接觸會產(chǎn)生摩擦力，從而導(dǎo)致音符無法彈奏。

弦槌柄的張力釋放通常會導(dǎo)致其膠水粘的榔槌向左或者向右移動，這種移動不僅會影響到琴弦對齊（改變音符的音色），還往往會導(dǎo)致膠水粘的榔槌與其他榔槌相接觸，從而導(dǎo)致音符出現(xiàn)錯音或根本不能彈奏。

盡管濕度的確會加快進(jìn)程，但木頭釋放張力的時間表完全是未知的。因?yàn)槟绢^是有機(jī)材料，所以無法推算其年限，這有可能是一年也有可能是十年。無論如何，一旦它發(fā)生改變時，就必須為擊弦機(jī)校準(zhǔn)，這也會增加鋼琴的維護(hù)成本。 內(nèi)容來自123456

濕度與架軸上的螺絲

木頭是一種吸濕性的材料，這就意味這它很容易吸引水份。在夏天的時候，空氣中的濕度上升，木質(zhì)擊弦機(jī)就會吸入水份，這將導(dǎo)致他們膨脹。在冬天，情況則相反---濕度會降低，因此木材變干并收縮，這種熱脹冷縮的循環(huán)不會造成很大的麻煩，然而并不是每個傳統(tǒng)擊弦機(jī)的零件都是由木頭制成的。

壓縮形變

例如連接鋁條與架軸的螺絲是金屬的，因此它們就不受濕度影響，當(dāng)木質(zhì)架軸沿著金屬螺絲四周膨脹時，它就會變得更緊并壓緊木頭，這就叫做壓縮形變。年末的時候，當(dāng)濕度下降，木質(zhì)架軸變干并縮小，就會永久性的沿著螺絲頭變得更小，因此螺絲現(xiàn)在是松散的并不會再貼住長條上的架軸，當(dāng)彈奏時，它就會發(fā)出聲響，零件會擺動。出于此原因，大部分鋼琴技術(shù)人員會在定期調(diào)音同時收緊這些松動的螺絲。

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當(dāng)然，來年夏天，濕度再次上升時，另一個壓縮形變就產(chǎn)生了，因?yàn)槎嗄暌詠?，這種壓縮形變一直在循環(huán)，架軸中的木頭就會永久的被破壞且不能恢復(fù)，因而導(dǎo)致一個昂貴的更換過程。

木材硬度是不一致的

每一塊木材的硬度都是極其不一致的，因?yàn)槟绢^是一種天然的有機(jī)材料（如，它會生長），所以無法精確地被創(chuàng)建或控制，這就導(dǎo)致其中的部分木頭或硬或軟，盡管它們可能看起來是一樣的，不幸的是，無論硬質(zhì)還是軟木頭都被用來制作鋼琴擊弦機(jī)的，并且軟質(zhì)木頭普遍多于硬質(zhì)木頭。

復(fù)合材料

要想得到一個較好的鋼琴擊弦機(jī)，就要使用復(fù)合材料，不能混淆于簡單的塑料，復(fù)合材料是更高級并由兩種不同材料所組成的更先進(jìn)的材料。通常，一種復(fù)合材料最開始是以一類塑料為基礎(chǔ)，這種材料雖堅硬，但太容易彎曲；于是對它加以纖維，從而增加硬度。這樣做的結(jié)果是，這種材料需要將兩種最好的材料合并成一種類似于像不銹鋼這樣的金屬合金材料。 本文來自123

黑色圖標(biāo)就是碳纖維擊弦機(jī)使用復(fù)合材料所制作出的聯(lián)動桿，它是一款可定制的、相當(dāng)堅硬耐用且防水的一種材料，任何一種由該復(fù)合材料制成的部件都將不會再體驗(yàn)“張力釋放”且不在隨著季節(jié)變化而膨脹或收縮，這就是制作鋼琴擊弦機(jī)最理想的選擇。

精確的擊打

對于音色，弦槌擊中鋼琴琴弦的最佳地方是極為重要的，這被稱為最佳擊弦點(diǎn)。最佳擊弦點(diǎn)是琴弦上會發(fā)出最清晰亦或是可能發(fā)出最大音量的一個點(diǎn)。一般來說，琴弦越長，最佳擊弦點(diǎn)的移動范圍就越大。因?yàn)楦咭粝冶鹊鸵粝乙毯芏?，因此它們的最佳擊弦點(diǎn)的移動范圍就要小很多----它是如此的小，以至于如果榔槌擊打琴弦時稍微偏離了這個點(diǎn)，音調(diào)和音量都將會戲劇性的降低。

當(dāng)木質(zhì)擊弦機(jī)部件出現(xiàn)變化時，可能會導(dǎo)致弦槌無法擊中最佳擊弦點(diǎn)，導(dǎo)致音符聽起來很單調(diào)。像“敲打”一樣，此步驟用以彌補(bǔ)鋼琴音色，并使所有的音符都能在同一音量中被彈奏出來。同樣地、將彈奏性能很好的琴鍵向下彎，使其與那些彈奏性能較差的琴鍵相匹配。 內(nèi)容來自123456

美國有數(shù)百家音樂學(xué)院及大劇院等專業(yè)音樂機(jī)構(gòu)在使用第三代碳纖維擊弦機(jī)，并得到了廣泛的認(rèn)同，獲得了巨大的榮譽(yù)。碳纖維擊弦機(jī)作為當(dāng)今高科技的藝術(shù)產(chǎn)品，昂貴的價格也會隨著普及率的提高逐漸進(jìn)入到尋常百姓的家庭生活學(xué)習(xí)當(dāng)中。

在美國，使用第三代碳纖維擊弦機(jī)鋼琴的著名音樂院校和團(tuán)體，參考名單如下：

阿默斯特學(xué)院
奧本大學(xué)
波爾州立大學(xué)
班夫中心
貝林頓學(xué)院
波士頓大學(xué)
楊百翰大學(xué)
巴特勒大學(xué)
加州藝術(shù)學(xué)院
加州州立大學(xué)
薩達(dá)維爾大學(xué)
中密歇根大學(xué)
魁北克音樂戲劇學(xué)院
康奈爾大學(xué)
達(dá)特茅斯學(xué)院
杜克大學(xué)
東華盛頓大學(xué)
佛羅里達(dá)州大學(xué)
佐治亞州立大學(xué)
格林內(nèi)爾學(xué)院
哈佛大學(xué)
希爾斯代爾學(xué)院
路易斯安那州大學(xué) 123456
曼哈頓音樂學(xué)院
馬歇爾大學(xué)
邁阿密大學(xué)
米德蘭大學(xué)
新英格蘭音樂學(xué)院
紐約音樂學(xué)院
北伊利諾斯大學(xué)
俄克拉荷馬大學(xué)
皇后學(xué)院
孟菲斯大學(xué)
舊金山州立大學(xué)
圣地亞哥州立大學(xué)
南方平原學(xué)院
南伊利諾伊大學(xué)
圣-約翰費(fèi)舍爾學(xué)院
圣路易斯校區(qū)
斯坦福大學(xué)
蒙特利爾大學(xué)
阿拉巴馬大學(xué)
阿拉斯加大學(xué)
加州大學(xué)伯克利分校
中佛羅里達(dá)大學(xué)
芝加哥大學(xué)
辛辛那提大學(xué)
科羅拉多大學(xué)
芬利大學(xué)
愛荷華大學(xué)
肯塔基大學(xué)
密歇根大學(xué)
密西西比大學(xué)
密蘇里大學(xué)
林肯內(nèi)布拉斯大學(xué)
新墨西哥大學(xué)
北卡萊羅納大學(xué)
普吉港大學(xué)
羅切斯特大學(xué)
南佛羅里達(dá)大學(xué)
德克薩斯大學(xué)
太平洋大學(xué)
猶他大學(xué)
維多利亞大學(xué)
麥迪遜威斯康辛大學(xué)
約克大學(xué)
范德堡大學(xué)
華盛頓州立大學(xué)
西佛吉尼亞大學(xué)
韋頓學(xué)院
紐約州聯(lián)合學(xué)區(qū)
威爾伯萊特學(xué)院