科學家嘗試利用3D打印鐵琴研究敲擊樂

鐵琴是一種由對應不同音符的金屬條組成的樂器，可以通過棍棒敲擊發(fā)出悅耳的聲音，在過去曾被用于亞洲的千年盛典。由于制作非常復雜，這種樂器幾乎每一個都擁有獨一無二的聲音和外形。

最近，哈佛、哥倫比亞和MIT的一群研究者們對鐵琴產生了濃厚的興趣。他們希望能夠通過其獨特的造型與聲音來研究出敲擊不同形狀金屬制品發(fā)出不同聲音的原因。于是，他們利用3D打印技術制造了一把現代版的鐵琴。

據中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，這把3D打印鐵琴的音質與使用傳統(tǒng)工藝制作的非常接近。它是團隊將用水流切割制成的優(yōu)化2D動物形象與3D打印杯子連接而成的一個簡單的音階結構。在此過程中，團隊利用了用戶提供的3D形狀和目標頻率，從而成功創(chuàng)建出了部件的幾何形狀，最后實現了每個部件需要的音調和頻率。

如果使用傳統(tǒng)工藝制作，鐵琴的每個金屬條都需要使用其下方的凹槽結構進行調音。這種結構通常是在后者被制作出來后再加上的，作用是讓金屬條具備獨特的頻率�，F在有了3D打印技術，設計者便可以一次性完成這種結構了。這就消除了手動調諧存在的必要，因為設計者可以完全通過優(yōu)化的CAD軟件設計出調諧的部件。該軟件甚至還能演示出3D打印物體在被敲擊時發(fā)出的示例聲音，也就是說，你可以預先知道一種設計會發(fā)出怎樣的聲音而無需等到它被實際制作出來后才知道。

至于將設計物體的幾何形狀與其音色連接，就需要探索其中復雜的能量傳遞規(guī)律了。為了令這一過程更有效率，制作團隊采用了“拉丁補充抽樣法”來加速尋找最小值和概率邊界。同時，在制作音質接近專業(yè)的樂器時，這種方法還能起到擴展可選形狀和聲音范圍的作用。

制作團隊相信，這種利用3D打印的全新方式將令鐵琴的設計變得無比簡單，即便是新手也能輕松設計出獨特的聲音和造型。

via 3ders