Các thành phần phức tạp cho sự hài hòa hoàn hảo - in nhanh chóng và giao hàng tận nơi

• Những gì cần thiết: Các thành phần cho mặt bích búa đàn piano
• Phương pháp sản xuất: Thiêu kết laser chọn lọc với bột thiêu kết laser
• Các yêu cầu: Các bộ phận chịu mài mòn, ma sát thấp phù hợp chính xác
• Vật liệu: iglidur I3
• Ngành: Âm nhạc
• Thành công nhờ sự hợp tác: Sản xuất tiết kiệm chi phí các bộ phận chức năng tùy chỉnh, cải thiện khả năng chống ẩm và nhiệt độ, độ bền

Sơ lược về ứng dụng:
Khi những cây đàn piano được chế tạo theo kiểu truyền thống, hầu hết các bộ phận của chúng đều được làm bằng gỗ. Để chống lại sự nhạy cảm của gỗ với sự thay đổi độ ẩm hoặc nhiệt độ không khí, Phoenix Pianos, do Richard Dain đứng đầu, đã phát triển hệ thống búa D3D. Cơ chế búa được làm lại, chịu trách nhiệm tạo ra âm thanh, được làm hầu như chỉ bằng vải sợi carbon và nhựa. Nhựa hiệu năng cao iglidur I3 tối ưu hóa ma sát được sử dụng cho các bộ phận chuyển động và cố định của mặt bích búa. Các búa thiêu kết laser cho phép sao chép chính xác các bộ phận ban đầu, cải thiện đặc tính âm thanh, kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí và công sức bảo trì.

 

Các mặt bích búa làm bằng iglidur I3 với chốt kim loại

Vấn đề

Gỗ là vật liệu xây dựng trung tâm của việc chế tạo đàn piano truyền thống trong nhiều thế kỷ. Cơ chế búa được sử dụng để đánh dây đàn piano đòi hỏi độ chính xác đặc biệt cao và do đó cần phải bảo trì rất nhiều. Tính nhạy cảm của gỗ ở nhiệt độ và độ ẩm cao là một trong nhiều lý do tại sao người đứng đầu Phoenix Pianos, một công ty của Anh, đang tìm kiếm một giải pháp thay thế có khả năng chống chịu tốt hơn. Nhưng bất kỳ vật liệu thay thế nào cũng phải đáp ứng các yêu cầu hiện có của các bộ phận tinh tế, khớp với cơ chế một cách chính xác và hoạt động với ít ma sát. Các bộ phận cũng chịu tác động của nhiều chỗ lõm phím gây ra mòn.

Giải pháp

Đối với mặt bích búa, bao gồm một bộ phận chuyển động và một bộ phận được cố định vào đàn piano, igus đã tạo ra một nguyên mẫu bằng cách sử dụng các quy trình bồi đắp. Thay vì gỗ, iglidur I3 đã được sử dụng cho các bộ phận. Nó là một nhựa in thiêu kết laser chống mài mòn với các đặc tính trượt được tối ưu hóa và đáp ứng các yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm của việc chế tạo đàn piano. Đồng thời, in 3D cho phép sản xuất nhanh chóng các bộ phận giống hệt nhau. Việc điều chỉnh lại thường xuyên để tránh các phím đàn bị lệch có thể được giảm xuống mức tối thiểu. Màu của iglidur I3, tương tự như màu ngà, làm tròn các bộ phận chức năng và ngăn cản thực tế là nhựa đã được sử dụng trong chế tạo đàn piano cổ điển.

Cấu tạo đàn piano truyền thống, các thành phần hiện đại

Về nguyên tắc, cơ chế mà nghệ sĩ piano sử dụng để tạo ra âm thanh trên đàn piano là một cơ chế đơn giản. Nội thất của đàn piano có một dây trên mỗi phím. Mỗi lần nhấn phím đàn piano sẽ kích hoạt một cơ chế làm cho một chiếc búa gắn vào cần đánh vào dây liên quan. Trong chế tạo đàn piano truyền thống, vật liệu được sử dụng cho các bộ phận cố định của cơ cấu búa này là gỗ trăn. Nhưng gỗ rất nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm, và điều này ảnh hưởng đến âm thanh của đàn piano. Vì vậy, đàn piano phải được điều chỉnh và bảo trì thường xuyên. Đối với Richard Dain, người đứng đầu Phoenix Pianos, đó là lý do chính đáng để làm lại cơ chế búa. Là một kỹ sư và nghệ sĩ piano nghiệp dư, anh đặt cho mình mục tiêu thay thế các bộ phận nhạy cảm bằng gỗ bằng vật liệu chịu lực tốt hơn mà không làm giảm chất lượng âm thanh. Anh ấy đã thay thế chuôi của cơ cấu búa bằng một loại vải sợi carbon phức tạp rất bền trong khi vẫn nhẹ. Tính đồng nhất và trọng lượng thấp cho phép hoạt động hạng nhất, chịu được khí hậu. Đối với các bộ phận còn lại của mặt bích búa, bao gồm một bộ phận cố định và một bộ phận chuyển động, Dain đã làm việc với nhóm in 3D igus GmbH.

Sự lựa chọn vật liệu tại igus

Sự hợp tác của Richard Dain với nhóm in 3D igus GmbH đã tạo ra hệ thống búa D3D, trong đó mỗi bộ phận bằng gỗ được thay thế bằng một bộ phận nhựa. In thiêu kết laser cho phép nhanh chóng tạo và thử nghiệm một nguyên mẫu cho mặt bích búa. Ưu điểm của quy trình là mức độ chi tiết trong hình dạng của các thành phần được in. Dain nhanh chóng ổn định trên iglidur I3, một loại nhựa được phát triển đặc biệt cho quá trình in thiêu kết laser. Các thành phần cơ chế búa iglidur mới đặc biệt chống mài mòn và hứa hẹn hiệu năng cơ học ổn định, bền bỉ. Các thành phần mặt bích kết nối với chốt kim loại kết hợp với nhựa iglidur thể hiện một hệ số ma sát đặc biệt thấp.
 
Hệ thống cũng đã chứng minh tính hiệu quả của nó trong một thử nghiệm thực tế: các nghệ sĩ piano so sánh sự thay đổi để chuyển từ Model T Ford sang Ferrari. Sau khi làm quen ban đầu, họ có thể biểu diễn tốt hơn với ít nỗ lực hơn và thiết lập một mối quan hệ hoàn toàn mới với nhạc cụ.  

iglidur I3 - nhựa in 3D cải tiến để cải thiện cơ khí

Vật liệu in thiêu kết laser iglidur I3 đảm bảo rằng các yêu cầu của mặt bích búa mới được đáp ứng, nếu không vượt quá. Nhựa chống mài mòn cao được thiết kế chính xác cho các ứng dụng trượt và độ ổn định của vật liệu cho thành phần màng trượt. Các bộ phận cũng hoàn toàn phù hợp và có khả năng chống mài mòn gấp 50 lần so với các loại nhựa khác, đảm bảo chuyển động cơ học ổn định ngay cả sau hàng nghìn hành trình.
 
iglidur I3 thể hiện sức mạnh tuyệt vời và khả năng chống lại những thay đổi về độ ẩm và nhiệt độ, Dain nói rằng nó có thể tồn tại lâu hơn so với cây đàn piano mà nó được lắp đặt. Do nhựa iglidur chứa đầy chất bôi trơn rắn, các thành phần làm từ chúng hoạt động khô và không cần bôi trơn hoặc bảo trì. Màu sắc của vật liệu, giống như ngà voi, cũng hỗ trợ tính thẩm mỹ tổng thể của cơ cấu búa.
 
Việc sản xuất các bộ phận tùy chỉnh từ iglidur I3 chỉ mất từ một đến ba ngày và tiết kiệm ngay cả đối với một đơn vị duy nhất, vì không có công cụ hoặc chi phí làm lại. Đặt hàng nhanh chóng và đơn giản với dịch vụ in 3D trực tuyến: mô hình 3D của bộ phận cần thiết có thể được tải lên qua cửa sổ trình duyệt dưới dạng tệp STEP. Mô hình, giá cả và giá thành phẩm cho từng vật liệu và thời gian sản xuất được hiển thị ngay lập tức. Khả năng sản xuất của thành phần trong quy trình đã chọn được kiểm tra ngay lập tức và đánh dấu các khu vực có vấn đề. Các bộ phận được in có thể được làm nhẵn, tô màu hoặc gia công khi cần thiết.  

Richard Dain, Trưởng ban Piano Phoenix