一种新型复合材料小提琴及制作方法技术

本发明专利技术属于乐器领域，涉及一种新型复合材料小提琴及制作方法。本发明专利技术采用碳纤维、麻纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维其中的两种或几种组合作为复合材料的增强纤维，克服了单一纤维复合材料小提琴与传统小提琴声音区别大、使用者接受度低的缺点，利用两种或两种以上纤维的协同作用，通过调节不同纤维在复合材料中的占比以及位置分布、方向分布，制成的小提琴面板、背板、侧板的弹性模量与木制小提琴的相似，固有频率与木制小提琴更接近，音色音质完全可以替代木制小提琴，甚至可以超越一部分木制小提琴。与此同时，本发明专利技术制作的小提琴还具有重量轻、抗震防摔、耐候性好、音质可复制、易于批量化制造的优点。

A new type of composite Violin and its making method

The invention belongs to the field of musical instruments, and relates to a novel composite material Violin and a manufacturing method thereof. The invention uses two or several combinations of carbon fiber, hemp fiber, glass fiber, aramid fiber and basalt fiber as reinforced fiber for composite materials, which overcomes the large difference between the single fiber composite Violin and the traditional violin, the low acceptance of the user and the use of two or more fibers or more. The elastic moduli of the violin panel, back plate and side plate made of different fibers are similar to those of wooden violins by adjusting the proportion of different fibers in the composite material and the distribution of the position and direction. The natural frequency is closer to the wooden violin, and the sound and tone quality can be completely replaced by the wooden violin, and can even be surpassed. A part of the wooden violin. At the same time, the violin made by the invention also has the advantages of light weight, anti-seismic, anti falling, good weather resistance, sound quality reproducible and easy batch manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
一种新型复合材料小提琴及制作方法
本专利技术属于乐器领域，涉及一种新型复合材料小提琴及制作方法。
技术介绍
根据资料，我国一年提琴产量至少100万把，这是要消耗大量的优质天然林木的。小提琴面板使用的松木，生长期要30年以上，且人工种植的松木可以用于提琴料的极少，目前使用的大多是天然林木；提琴指板使用的乌木，也是一种稀有的木材，我们大多从巴西和缅甸进口，目前巴西政府已经下令不许出口乌木原料，缅甸的乌木资源也在急剧减少；而提琴背板使用的枫木，目前在国内已经很难找到，提琴制造商主要从俄罗斯、缅甸等国家进口木材。而这些珍贵的非可再生木材，随着储量的下降，使其价格也在一路攀升。另外，由于木材属于多孔材料，温度和湿度的高低会影响木材的含水量，导致木材的吸水和脱水，会导致木材的膨胀和收缩，引起木材本身物理性能的变化，最终影响乐器的音质，所以木制乐器的音质容易受到环境温湿度的影响，使用中需要经常维护和反复校准。综合上述两个方面的原因，提琴行业急需开发可以替代木头的新材料。目前，德国mezzo-forte公司研制了碳纤维制小提琴、中提琴、大提琴等弦乐器，他们放弃了传统提琴的外形，重新设计了一款成型更简单的提琴外形，但音质与传统木琴差别很大；连云港神鹰碳纤维自行车有限责任公司(专利申请号201310228266.7)也制作了一款碳纤维小提琴，苏州兴新维碳纤维有限公司(申请号201620333499.2)制作了一款带有耐热抗刮层的碳纤维小提琴，但仍旧是由于碳纤维本身的刚度很大，由单一碳纤维材料制作的小提琴或其他弦乐器的音质都无法还原木制乐器的音质，所以碳纤维小提琴的市场认可度一直不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提出一种新型复合材料小提琴及制作方法。本专利技术的技术方案是：该方法的制作步骤如下：(一)制造小提琴面板a)裁料：根据小提琴面板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片；b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴面板形状相同，此层厚度0.1-0.2mm；(2).第二层铺贴频率调节层，形状与小提琴面板形状相同，纤维方向是0°和90°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维中的一种或几种纤维的混编纤维，此层厚度0.3-0.5mm，(3).第三层铺贴厚度调节层，小提琴面板的两个f孔中间由小到大堆叠形状为椭圆形或类椭圆形的单向预浸料，纤维方向是0°或90°，纤维0°方向为琴弦方向，使小提琴面板两个f孔中间的厚度由中心向四周逐渐变薄，厚度调节层材料为碳纤维或麻纤维或其他纤维，或混编纤维，此层的厚度由0.6mm过渡至0.1mm；(4).第四层铺贴边缘增厚层，形状为15mm宽的窄条，沿小提琴面板边缘铺贴，铺贴预浸料织物，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维或混编纤维，此层厚度2-3mm；(5).第五层铺贴传音反射层，形状与小提琴面板形状相同，纤维方向是0°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，此层厚度0.1-0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴面板固化；d)脱模，取出小提琴面板进行修整；(二)制造小提琴背板a)裁料：根据小提琴背板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片，b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴背板形状相同，此层厚度0.1-0.2mm；(2).第二层铺贴频率调节层，形状与小提琴背板形状相同，纤维方向是0°和90°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维中的一种或几种纤维的混编纤维，此层厚度0.3-0.5mm；(3).第三层铺贴厚度调节层，小提琴背板中心由小到大堆叠形状为椭圆形或类椭圆形的单向预浸料，纤维方向是0°或90°，纤维0°方向为琴弦方向，使小提琴背板的厚度由中心向四周逐渐变薄，厚度调节层材料为碳纤维、麻纤维或其他纤维，或混编纤维，此层的厚度由0.6mm过渡至0.1mm；(4).第四层铺贴边缘增厚层，形状为15mm宽的窄条，沿小提琴背板边缘铺贴，此层厚度2-3mm；(5).第五层铺贴传音反射层，形状与小提琴背板形状相同，纤维方向是0°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，此层厚度0.1-0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴背板固化；d)脱模，取出小提琴背板进行修整；(三)制造小提琴侧板a)裁料：根据小提琴侧板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片，b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物材料为碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴侧板形状相同，此层厚度0.1-0.2mm；(2).第二层粘接加强块，在表面层的粘接四个角木以及顶木、底木，材料是木块或硬质泡沫；(3).第三层铺贴衬条层，衬条层宽度7-8mm，沿侧板的上、下边缘各铺贴一周，分别作为小提琴面板和背板的粘接面，衬条层是木皮或预浸料织物，厚度0.5-1.5mm；(4).第四层铺贴传音反射层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与侧板形状相同，此层厚度0.1-0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴侧板固化；d)脱模，取出小提琴侧板进行修整；(四)胶接，按顺序胶接小提琴的各部分配件，包括面板、低音梁、背板、侧板、指板和琴头；(五)补磨涂装小提琴表面；(六)安装音柱、弦轴、尾柱、拉弦板、琴弦、琴马、腮托等配件；(七)调音。所述小提琴面板的厚度是不均一的，厚度范围0.5-4mm。所述小提琴背板的厚度也是不均一的，厚度范围0.5-4mm。所述小提琴侧板的厚度也是不均一的，厚度范围0.3-2mm。所述小提琴的琴头材料是树脂基复合材料或木头。所述小提琴的指板材料是树脂基复合材料或木头所述小提琴的腮托材料是树脂基复合材料或木头。所述小提琴的低音梁材料是树脂基复合材料或木头。所述小提琴的音柱材料是树脂基复合材料或木头。所述小提琴的面板、背板、侧板、琴头、指板、腮托、低音梁、音柱所用的复合材料基体是热固性树脂或热塑性树脂。所述小提琴的面板、背板、侧板、琴头、指板、腮托、低音梁、音柱所用的其他纤维可以是玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或几种组合。制作小提琴的面板、背板、侧板、琴头、指板、腮托、低音梁、音柱所用的成型工艺可以是模压、热压罐、真空袋成型，也可以是液态成型，当基体热塑性树脂时，采用注塑成型方式成型。本专利技术的优点是：本专利技术采用碳纤维、麻纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维其中的两种或几种组合作为复合材料的增强纤维，克服了单一纤维复合材料小提琴与传统小提琴声音区别大、使用者接受度低的缺点，利用两种或两种以上纤维的协同作用，通过调节不同纤维在复合材料中的占比以及位置分布、方向分布，制成的小提琴面板、背板、侧板的弹性模量与木制小提琴的相似，固有频率与木制小提琴更接近，音色音质完全可以替代木制小提琴，甚至可以超越一部分木制小提琴。与此同时，本专利技术制作的小提琴还具有重量轻、抗震防摔、耐候性好、音质可复制、易于批量化制造的优点。具体实施方式:下面对本专利技术做进一步的说明，该方法的制作步骤如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型复合材料小提琴的制作方法，其特征在于，该方法的制作步骤如下：(一)制造小提琴面板a)裁料：根据小提琴面板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片；b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴面板形状相同，此层厚度0.1‑0.2mm；(2).第二层铺贴频率调节层，形状与小提琴面板形状相同，纤维方向是0°和90°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维中的一种或几种纤维的混编纤维，此层厚度0.3‑0.5mm，(3).第三层铺贴厚度调节层，小提琴面板的两个f孔中间由小到大堆叠形状为椭圆形或类椭圆形的单向预浸料，纤维方向是0°或90°，纤维0°方向为琴弦方向，使小提琴面板两个f孔中间的厚度由中心向四周逐渐变薄，厚度调节层材料为碳纤维或麻纤维或其他纤维，或混编纤维，此层的厚度由0.6mm过渡至0.1mm；(4).第四层铺贴边缘增厚层，形状为15mm宽的窄条，沿小提琴面板边缘铺贴，铺贴预浸料织物，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维或混编纤维，此层厚度2‑3mm；(5).第五层铺贴传音反射层，形状与小提琴面板形状相同，纤维方向是0°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，此层厚度0.1‑0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴面板固化；d)脱模，取出小提琴面板进行修整；(二)制造小提琴背板a)裁料：根据小提琴背板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片，b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴背板形状相同，此层厚度0.1‑0.2mm；(2).第二层铺贴频率调节层，形状与小提琴背板形状相同，纤维方向是0°和90°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维中的一种或几种纤维的混编纤维，此层厚度0.3‑0.5mm；(3).第三层铺贴厚度调节层，小提琴背板中心由小到大堆叠形状为椭圆形或类椭圆形的单向预浸料，纤维方向是0°或90°，纤维0°方向为琴弦方向，使小提琴背板的厚度由中心向四周逐渐变薄，厚度调节层材料为碳纤维、麻纤维或其他纤维，或混编纤维，此层的厚度由0.6mm过渡至0.1mm；(4).第四层铺贴边缘增厚层，形状为15mm宽的窄条，沿小提琴背板边缘铺贴，此层厚度2‑3mm；(5).第五层铺贴传音反射层，形状与小提琴背板形状相同，纤维方向是0°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，此层厚度0.1‑0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴背板固化；d)脱模，取出小提琴背板进行修整；(三)制造小提琴侧板a)裁料：根据小提琴侧板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片，b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物材料为碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴侧板形状相同，此层厚度0.1‑0.2mm；(2).第二层粘接加强块，在表面层的粘接四个角木以及顶木、底木，材料是木块或硬质泡沫；(3).第三层铺贴衬条层，衬条层宽度7‑8mm，沿侧板的上、下边缘各铺贴一周，分别作为小提琴面板和背板的粘接面，衬条层是木皮或预浸料织物，厚度0.5‑1.5mm；(4).第四层铺贴传音反射层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与侧板形状相同，此层厚度0.1‑0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴侧板固化；d)脱模，取出小提琴侧板进行修整；(四)胶接，按顺序胶接小提琴的各部分配件，包括面板、低音梁、背板、侧板、指板和琴头；(五)补磨涂装小提琴表面；(六)安装音柱、弦轴、尾柱、拉弦板、琴弦、琴马、腮托等配件；(七)调音。...

【技术特征摘要】
1.一种新型复合材料小提琴的制作方法，其特征在于，该方法的制作步骤如下：(一)制造小提琴面板a)裁料：根据小提琴面板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片；b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴面板形状相同，此层厚度0.1-0.2mm；(2).第二层铺贴频率调节层，形状与小提琴面板形状相同，纤维方向是0°和90°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维中的一种或几种纤维的混编纤维，此层厚度0.3-0.5mm，(3).第三层铺贴厚度调节层，小提琴面板的两个f孔中间由小到大堆叠形状为椭圆形或类椭圆形的单向预浸料，纤维方向是0°或90°，纤维0°方向为琴弦方向，使小提琴面板两个f孔中间的厚度由中心向四周逐渐变薄，厚度调节层材料为碳纤维或麻纤维或其他纤维，或混编纤维，此层的厚度由0.6mm过渡至0.1mm；(4).第四层铺贴边缘增厚层，形状为15mm宽的窄条，沿小提琴面板边缘铺贴，铺贴预浸料织物，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维或混编纤维，此层厚度2-3mm；(5).第五层铺贴传音反射层，形状与小提琴面板形状相同，纤维方向是0°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，此层厚度0.1-0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴面板固化；d)脱模，取出小提琴面板进行修整；(二)制造小提琴背板a)裁料：根据小提琴背板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片，b)铺贴：(1).第一层铺贴表面层，铺贴预浸料织物，预浸料织物是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，形状与小提琴背板形状相同，此层厚度0.1-0.2mm；(2).第二层铺贴频率调节层，形状与小提琴背板形状相同，纤维方向是0°和90°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或其他纤维中的一种或几种纤维的混编纤维，此层厚度0.3-0.5mm；(3).第三层铺贴厚度调节层，小提琴背板中心由小到大堆叠形状为椭圆形或类椭圆形的单向预浸料，纤维方向是0°或90°，纤维0°方向为琴弦方向，使小提琴背板的厚度由中心向四周逐渐变薄，厚度调节层材料为碳纤维、麻纤维或其他纤维，或混编纤维，此层的厚度由0.6mm过渡至0.1mm；(4).第四层铺贴边缘增厚层，形状为15mm宽的窄条，沿小提琴背板边缘铺贴，此层厚度2-3mm；(5).第五层铺贴传音反射层，形状与小提琴背板形状相同，纤维方向是0°，纤维0°方向为琴弦方向，此层材料是碳纤维、麻纤维或者其他纤维，此层厚度0.1-0.2mm；c)热压固化：根据所采用树脂的固化工艺将上述小提琴背板固化；d)脱模，取出小提琴背板进行修整；(三)制造小提琴侧板a)裁料：根据小提琴侧板的形状和厚度分布，裁切相应形状和数量的预浸料料片...

【专利技术属性】
技术研发人员：益小苏，仝建峰，陈旭，刘京林，马兴运，李轶，
申请(专利权)人：中航复材北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11