Резонансные заготовки

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

Уральский государственный лесотехнический университет

Кафедра древесиноведения и специальной обработки древесины

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Лесное товароведение»

на тему «Резонансные заготовки»

Выполнила: студентка группы ЛХФ-32,

Таналина Д.Ш.

Проверила: доц. Швамм Е.Е.

Екатеринбург

2011год

Введение

заготовка древесина лесоматериал

Древесина широко применяется для изготовления излучателей звука (дек) музыкальных инструментов. Такую древесину называют резонансной.

Способность материала обеспечивать излучение звука оценивается по предложенной академиком Н.Н.Андреевым акустической константе, м4/(кг•с):

, (1)

где E - динамический модуль упругости, H/м2; с - плотность древесины, кг/м3.

Этот показатель характеризует главным образом способность материала к звуковому излучению. Акустическую константу K вычисляют как соотношение скорости звука к плотности, что вытекает из 2 формул:

.

Таблица 1. Акустические константы древесины некоторых пород.

Породы, используемые для резонансных заготовок

Музыкальные инструменты являются изделиями долговременного употребления. Многие десятки лет работают они и не всегда в идеальных условиях. Особенно плохо приходится инструментам в условиях транспортировки. Поэтому корпуса инструментов предпочитают делать из твердолиственных пород и края инструментов обкладывать штапом из твердых пород.

Электрические гитары обычно делают из древесины лиственных пород. Однако из большого разнообразия всех лиственных пород только очень немногие фактически используются в гитаростроении.

Дерево для деки - это традиционно клен, ясень, красное дерево, ольха, липа и орех (на счет ореха - очень спорное дерево для дек). Для электробасов применяются еще другие породы дерева типа бубинга или венге. Хвойные породы типа ели и фанера (а также МДФ, ДСП, ДВП, прессованный картон и т. п.) в производстве электрогитар не используется совсем.

Из таблицы 1 видно, что наибольшую акустическую константу K имеют такие породы, как ель пихта и кедр. Именно эти хвойные древесные породы чаще всего и используют для резонансных заготовок.

Ель. Различные виды ели произрастают практически на всей территории России. В качестве резонансной используют ель, отобранную в основном в Архангельской и Вологодской областях. Ель северных районов нашей страны обладает лучшими физико-механическими свойствами. Одно из главных ее преимуществ - это мелкие годовые слои, которые обеспечивают высокий модуль упругости и пригодность древесины в качестве резонансной. Древесина ели белая со слабым желтоватым оттенком. На открытом воздухе с течением времени сильно желтеет. Резонансная ель строгается и циклюется по слою очень хорошо. Срез получается чистым, глянцевитым. После шлифовки поверхность ели становится бархатистой на ощупь со слабым матовым блеском.

Пихта. В качестве резонансного материала используют кроме ели еще и пихту кавказскую. По внешнему виду и физико-механическим свойствам кавказская пихта мало отличается от ели.

Вышеупомянутые породы древесины стали наиболее используемыми, потому что опыт показал, что они наиболее подходят для того звука, который ждут от электрогитары.

При грамотной естественной многолетней сушке, правильном распиле, правильном подборе породы древесины, даже не совсем традиционные породы древесины, дают очень хорошие результаты.

Звуковые оттенки древесины корпуса

Липа - (американская липа -basswood) богатый, полный резонансами звук с обилием средних частот. Дает ровную реакцию на колебание струн - сустейн, на всем протяжении спектра. Имеет бледно-желтый цвет, легкая древесина.

Ольха - (alder) используется в основном для электрогитар типа «Strat» и «Jazz bass».Дает богатый звук с нижней серединой и хорошим стеклянным верхом. Имеет светло-коричневый, телесный цвет, легкая древесина.

Красное дерево - (mahogany) - имеет много разновидностей. Даёт глубокое звучание с плотной серединой, без стеклянного верха. Относится обычно к инструментам типа «Gibson». Имеет красно-коричневый цвет. Встречаются оттенки от розового до светло-зелёного.

Болотный ясень - (ash) - является более жестким и тяжёлым материалом широко используется при изготовлении электробасов: 5-ти, 6-ти струнных и безладовых. Стали появляться электробасы с грифами из такого ясеня.

Клён - (maple) -используется в основном как передняя крышка корпуса. Позволяет расширить частотный диапазон основного массива дерева. Немного гасит средние частоты и прибавляет низ и верх, имеет светлый телесный цвет, средний вес. Также используются многие экзотические сорта древесины для передних крышек корпуса и вставок в гриф. Есть еще ряд сортов древесины, которые также дают хорошие результаты при изготовлении корпусов.

Бук дает хороший плотный звук похожий на жесткий ясень. Эти результаты получаются при длительной сушке (20-30 лет). Имеет небольшой недостаток - древесина тяжёлая.

Тополь - активно используется фирмой « Fender - в производстве гитар с тремя синглами и басов. Древесина лёгкая, бледно-жёлтого цвета.

Берёза - даёт также богатый звук близкий к красному дереву. Получаются как гитары, так и басы хорошего звучания с большим сустейном. Многие мировые лидеры в производстве акустических гитар активно используют берёзу в виде обечаек и задних дек. Древесина бледно-жёлтого цвета, среднего веса, правда офанированная красным деревом, волнистым клёном или палисандром.

Граб. Благодаря хорошей прокрашиваемости черными красителями, высокой твердости и прочности древесину граба применяют как имитацию черного дерева в изготовлении накладок грифа, панцирей и др. Граб произрастает в Крыму и на Кавказе, а также на Украине и в Белоруссии. Цвет древесины граба белый с сероватым оттенком. Строгается древесина граба хорошо, но в отличие от черного дерева плохо полируется.

Палисандр. Очень твердая и механически прочная древесина палисандра с красивой шоколадно-коричневой, бурой, фиолетовой переходящей в черноту окраской нашла применение в изготовлении накладок и ручек грифов, панцирей, а в некоторых случаях и корпусов щипковых инструментов. Породы, объединенные под названием палисандр, произрастают в лесах Южной Америки. Палисандр хорошо обрабатывается резанием и полируется, но имея выход крупных сосудов на срезанную поверхность, так же как и красное дерево, требует перед чистовой отделкой проведения операции порозаполнения. При обработке выделяет специфический приторный запах.

Черное дерево. Так называют породы семейства эбеновых. Произрастают эти породы в Южной Индии. Из черного дерева получаются лучшие накладки и ручки грифов, а также панцири. Очень высокие физико-механические свойства древесины придают инструментам необходимую прочность, жесткость. Увеличение веса грифа в случае применения черного дерева смещает центр тяжести инструмента в сторону грифа, что особенно ценится исполнителями-профессионалами. Изготовленный из черного дерева панцирь после качественной полировки не дает призвуков от соскочившего со струн медиатора. Накладка грифа из черного дерева мало истирается, а кроме того лучше держит ладовые пластинки.

Звуковые оттенки сочетаний пород древесины

Липа/клён - гитара имеет хороший верх, середину, низ.

Ольха / клён - яркий искристый тон с меньшей серединой и большим низом.

Красное дерево / клён - богатая середина с хорошей плотностью и разборчивостью.

Звуковые оттенки сочетаний пород древесины на грифе

Клён c кленовой накладкой является основным стандартным материалом для большинства грифов гитар и басов. Гриф из цельного клёна придаёт инструменту хороший верх и прибранный низ. Является идеальным для добавления небольшой артикуляции к сочному звуку корпуса или для усиления разборчивости ярко звучащему инструменту.
Клён с накладкой из индийского палисандра даёт тёплый, богатый тон с мягким верхом. Такой гриф добавляет теплоту корпусу с ярким оттенком звука или смягчает звучание корпуса с сочным саундом. Цвет накладки от красно-пурпурного до тёмно-коричневого.

Клён с накладкой из чёрного дерева - даёт слегка приглушённый верх. Получается классическое звучание типа « Gibson» или джазовый звук. Широко применяется в грифах современных 5-ти, 6-ти, 7-ми и т. д. басов и на безладовых басах.

Клён с палисандровой накладкой - это сочетание даёт богатый обертонами звук с бархатным, шелестящим верхом. Цвет накладки от красно-коричневого до оранжевого.

Необходимые размеры пород

Ствол с цилиндрической поверхностью и бессучковой зоной должен быть не менее 3,5(5)-6 метров в длину с градацией по длине 0,5 м, а также 28 см и более в толщину.

Оптимальная ширина годичных слоев в резонансной древесине ели лежит в пределах 1--4 мм.

Требования к качеству и макроструктуре древесины

Качественная древесина является основой любого музыкального инструмента. К древесине, используемой при изготовлении заказных инструментов требования еще более высокие.

Для определения качеств резонансной древесины в растущих деревьях используют керны - цилиндрические образцы диаметром примерно 4 мм, высверливаемые в радиальном направлении ствола. Ультразвуковым методом измеряют скорость распространения звука поперёк волокон. Обычным способом устанавливают плотность древесины керна.

Дерево ели должно быть абсолютно вертикальным; иметь симметричную, узкую и островершинную крону; не должно быть других видимых повреждений. Стволы должны быть только 1-ого сорта.

Резонансные заготовки согласно ГОСТ 6900-83 должны изготавливаться из мелкослойной или равнослойной древесины, которая не содержит сучков, крени, наклона волокон, свилеватости, смоляных карманов и других пороков древесины. Крень снижает константу излучения вследствие повышения плотности и снижения модуля упругости, наклон волокон также отрицательно влияет на константу излучения (снижение на 6% при наклоне волокон 7 %; причина -- уменьшение модуля упругости).

Считается, что узкослойная древесина придаёт инструменту жёсткий, металлический звук, а широкослойная - приглушенный.

В России по особенностям макроструктуры на радиальном разрезе различают три сорта резонансной древесины ели:

струистую;

пламенистую;

краснослойную.

Струистая древесина в пределах прямых годичных слоёв имеет слегка волнообразный сдвиг древесных волокон. Она отличается эластичностью, даёт чистые тона и является наиболее ценной для изготовления деки, особенно смычковых инструментов.

Пламенистая по текстуре напоминает язычки пламени и отличается красивым узорчатым видом, схожей с древесиной клёна. Такая древесина немного уступает струистой, но тем не менее находит применение в конструировании музыкальных инструментов.

В краснослойной древесине зона поздней части годичного кольца резко отличается своим красным цветом от бледно-жёлтой ранней части. Плотность такой древесины на 15-20% выше обычной.

Оптимальная величина содержания поздней древесины должна быть в пределах 5--20%. Между заболонью и спелой древесиной ели в акустическом отношении разницы нет.

Требования к обработке древесины

Качество резонансной древесины в определённой мере является управляемым. Помимо правильного выращивания и отбора здесь немаловажную роль могут играть технологические факторы - время и место заготовки, условия транспортирования, режим сушки и хранения и т.д.

Требования ко времени заготовки

Время заготовки оказывает влияние как на акустические свойства древесины, так и на общую массу готового инструмента. Большинство российских мастеров предпочитало для этого первую половину зимы. Французские мастера считают, что рубка дерева должна происходить в одну из следующих фаз луны: последнюю четверть полнолуния или новолуние.

Требования к месту заготовки

Место заготовки во многом предопределяет количественный и качественный выход резонансных лесоматериалов. Среди мастеров раньше преобладало мнение, что резонансные стволы ели чаще находятся в густых и высоковозрастных (более 150 лет) древостоях, растущих на северных склонах гор с довольно суровыми климатическими условиями и бедными каменистыми почвами. Однако более поздние исследования показали возможность получения резонансного сырья и в равнинных лесах, в том числе и на избыточноувлажнённых землях.

Требования к условиям транспортирования резонансных лесоматериалов

Условия транспортирования резонансных лесоматериалов раньше зависели от местных условий и уровня развития техники. Например, в Европе был распространён водный способ транспортировки брёвен, путём сплавления их по горным рекам, что значительно улучшало механические и акустические свойства древесины, в результате вымывания некоторого объёма смолы. В России этот способ не применяли, даже критиковали, считая, что это приводит к образованию мелких трещин, и перевозили брёвна гужевым способом. В настоящее время данное сырьё перевозится преимущественно автомобильным и железнодорожным транспортом.

Требования к сушке древесины

Сушка древесины - это важнейшая составная часть при создании качественных инструментов. Сушка древесины может производиться двумя способами:

искусственная сушка;

естественная сушка.

Искусственная сушка применяется при массовом производстве музыкальных инструментов. Естественная сушка используется для сушки древесины идущей на создание качественных музыкальных инструментов.
Искусственная сушка предполагает ускоренный вывод влаги из древесины. Для этого древесину помещают в сушильную камеру, устанавливают нужный тепловой режим и сушат... Как свидетельствуют результаты НИИМП, высушенная таким способом древесина не уступает по акустическим параметрам древесине после естественной сушки. Вред этого процесса в том, что влага, двигаясь вдоль волокон, прорывает стенки клеток, не успевающих пропустить ее, как это происходит в естественных условиях. Cтруктура древесины становится более рыхлой, возникают непредсказуемые напряжения. Клетки древесины высыхают при этом неравномерно, их объем уменьшается хаотично. В результате инструмент приобретает несанкционированный резонанс - «волчок». Звучание инструмента ухудшается. Несмотря на это искусственная сушка используется всеми поточными фирмами в чисто экономических целях. 

Естественная сушка гораздо более длительный процесс от 5-10 лет. При этом необходимо строго контролировать процесс выхода влаги из древесины. Серьезный мастер или сам заготавливает древесину или приобретает свежеспиленную и сам ее сушит по определенной технологии.

Требования к выдерживанию древесины

Хранение (выдерживание) древесины также сказываются на акустических показателях деки и качества инструмента в целом. Дело в том, что при естественной выдержке продолжительное время (20 и более лет) древесина становится более устойчива к температурно-влажностным изменения среды; изготовленные из такого материала инструменты обладают стабильными звуковыми параметрами.

Как правило, многие зарубежные фирмы даже в промышленном режиме работы резонансную древесину выдерживают не менее 3-х лет, а мастера кустарного типа производства ещё дольше, от5-ти до 30-ти лет; к тому же многие предпочитают использовать материал после слома старых сооружений, где он выдерживался гораздо большее время.

Наилучшими резонансными свойствами обладает древесина длительной (50 лет и более) выдержки.

Требования к распиловке древесины

Важнейшим фактором заготовки резонансной древесины является распил. Распил бывает радиальным и тангентальным.

При радиальном распиле годичные кольца проходят перпендикулярно деки, грифа и накладки. Дека (корпус) и гриф получаются более жесткими, а значит, быстрее откликаются на колебания струн, тон у инструментов становится чище, а атака ярче. Гриф будет более жестким на изгиб.

Тангентальный распил дает расположение годовых колец параллельно плоскости деки или грифа. Звуковые характеристики деки явно хуже, а гриф более подвержен прогибу. Наличие тангентально распиленной древесины при изготовлении массовых инструментов лежит в чисто экономической плоскости. Пиломатериалов при этом получается на 60-70% больше, чем при радиальном распиле.

В целях получения наибольшего выхода радиальной резонансной древесины, бревно распиливается за 6 приемов, а в тангентальном распиле за 1 прием. Отсутствие сучков, смоляных карманов, свилеватости и других пороков - обязательное условие качественной резонансной древесины. Особенно это относится к изготовлению грифов. Грифы мы рассмотрим в отдельной статье.

Древесина, применяемая в музыкальной индустрии, относится к высшей категории и стоит дорого. Если посчитать объемы древесины, потребляемые массовым производством, то понятно, почему фирмы в ущерб качеству выбирают количество.

Мастера, изготавливающие заказные инструменты, используют в основном древесину естественной сушки и радиального распила.

Резонансные бревна отбирают из общей массы заготовленных бревен на нижнем складе леспромхозов. Отобранные бревна поступают на лесопильные рамы, где их распиливают на доски толщиной 16 мм. В целях получения наибольшего выхода древесины бревна распиливают за шесть приемов.

Для изготовления гитары нужно:

1) заготовка для деки (например, ольха, клен, ясень, липа, или тополь), толщиной 45 мм (13/4"); другие размеры зависят от длины и ширина будущей деки - 350 ммx500 мм будет достаточно для большинства гитар; заготовка может быть склеена из двух или больше более узких частей.

2) заготовка для грифа (например, клен, или красное дерево), 25 мм толщиной; длина зависит от выбранной длины мензуры и ширина от ширины головки грифа - 690 мм длиной и 100 мм шириной для гитары; 860 мм длиной и 115 мм шириной для баса; если головка грифа приклеивается, заготовка грифа может быть менее широкой (то есть такой же, как пятка грифа); заготовка красного дерева должна быть из доски распила центральной части ствола.

Если гриф с накладкой, то надо ещё:

3) накладка (например, палисандр, черное дерево, или ферро), толщиной 6 мм; в этом случае заготовка грифа должна быть толщиной 19 мм.

Если гриф делается с головкой под углом назад, то дополнительно надо:

4) шпон для головки грифа (из любой красивой древесины), толщиной 2- 3 мм.

Вывод

Изучив данную тему, я поняла, что резонансные заготовки играют огромную роль в жизни общества. Они используются для изготовления деталей музыкальных инструментов. Изготавливают музыкальные инструменты обычно из ели, пихты или кедра, так как у них наибольший показатель акустической константы K, но можно использовать и другие породы. Дерево для таких заготовок должно быть вертикальным, симметричным и не иметь пороков (1-ый сорт), а сама древесина - равнослойной. Древесина должна быть качественной, но этим показателем частично можно управлять, если соблюдать требования по обработке. Например, важнейшим фактором заготовки является распил, который бывает радиальным и тангентальным. Чаще используется радиальный распил.

Нет для сырья слова «дерево». Есть круглые л/м, пиломатериалы, заготовки и т.д. Вы это уже должны знать и правильно использовать терминологию. В выводах имеет смысл в концентрированном виде описать требования к резонансным заготовкам, т.к. пока все вразброс.

Размещено на Allbest.ru