碳纖維

一些公司已經生產碳纖維復合材料儀器。這種材料具有很高的剛度和很輕的重量，非常適合小提琴或吉他。隨著諸如小提琴之類的木制樂器已經發展了300多年，復合樂器為了達到其最大潛能而需要做一些追趕。使用這種多功能的材料，需要進行研究以了解不同纖維類型，纖維方向以及與樂器產生的聲音相關的其他屬性的影響。

在這項研究中，作者結合了受過經典訓練的小提琴制作者，音樂學家和材料科學家的見識，以制造出高質量的原型樂器，并通過相關的科學測試來學習更多。

首先，第一作者制作了六把復合小提琴，除了頂板材料相同。

隨后的三把大提琴完全由碳纖維，玻璃纖維或亞麻纖維制成。

這個怎么做的？

原型是根據常規儀器的尺寸設計的，但排除了相當尖的角以方便模具制造。對于音孔，還選擇了簡化的現代設計，但由于聲學原因，保留了常規音孔的整體尺寸。

背板，側面和頸部一體成型。這些圖案是由中密度聚氨酯（PU）泡沫手工制成的，其方式類似于從一塊木頭上雕刻出木制樂器的方式。這個過程確保了可以使用古老樂器制造工藝的知識，例如使音板的拱形具有合適的形狀。

加工后，將圖案涂上聚酯樹脂以獲得可以用脫模劑處理的高光澤度表面。使用根特大學的真空輔助樹脂傳遞模塑（VARTM）工藝制造玻璃纖維模具，以制造所有復合部件。通過改變疊層的厚度，在聲學上優化了復合材料部件，從而使共鳴板的中心更硬，邊緣更靈活。這類似于傳統的木質共鳴板，在某些區域較厚，而在其他區域較薄。

使用經典的層壓理論計算所需的厚度。然后將復合零件在車間組裝成成品儀器。

此處包含的三個視頻介紹了碳纖維大提琴的整個構建過程。

通過模態分析和各種方法研究了原型，模態分析用于研究振動行為，揭示出具有聲學重要性的特征模式（圖4），聲學測量，以及在雙盲測試中聽眾和音樂家如何感知樂器。

一個了解到的例子是，改變疊片中的纖維方向會對小提琴的響度和音色產生顯著影響。

因此，通過改變碳共鳴板的（各向同性），可以改變樂器的聲音以適應音樂家的需求。

亞麻呢？

首先，亞麻被發現對許多音樂家具有視覺吸引力，其中有些甚至誤以為木材。這種材料會使音板稍微重一點，并具有更大的阻尼作用，從而使樂器的響度不如碳纖維樂器。被描述為溫暖，柔和而圓潤的音色受到聽眾和音樂家的一致好評，這使其成為許多人的最愛。該材料較低的生態足跡是一個額外的好處。

許多音樂家對樂器的非天然材料猶豫不決，聲稱它們聽起來“可塑”或“冷”。盡管在科學測試中沒有發現任何證據，但是用亞麻制成的樂器在（古典）樂器的保守世界中可能更容易接受。

和三明治材料？

制琴師一直在尋找最輕和最硬的木材來制作樂器。他們認為，這樣可以使樂器投射出更多的聲音，換句話說，就是聲音更大的樂器。努力制造最輕便的音板，從而使聲音最大的聲學樂器，合乎邏輯的下一步是三明治材料。

為了對此進行研究，創建了一種帶有音板的小提琴，該音板由具有碳纖維復合材料表層和蜂窩芯（Nomex?）的三明治材料制成。發現小提琴很大聲

一位嘗試過該樂器的小提琴手甚至宣稱：“這太過分了。應該禁止！”。也許確實，團隊在這一方面做得太過分了。許多專業的小提琴演奏者最接近樂器的耳朵已經充耳不聞。然而，獲得的見解為將樂器的響度調整為適合音樂家的需求提供了有趣的機會。更具體地說，聲音較小的樂器（如民謠吉他或四弦琴）可以從中受益。玻璃纖維

最后，還制作了玻璃纖維大提琴。為了應對更高的材料重量，上述夾層技術被用于創建一種透視儀器，如果不看就無法行走。尤其是，對于樂器的特定音色，吸引了更多具有實驗頭腦的大提琴手。大提琴演奏家本杰明·格洛里克斯（Benjamin Glorieux）在布魯塞爾的樂器首演中將聚光燈放在椅子下面，照亮了樂器，為大提琴獨奏增添了前所未有的視覺效果。