悠扬婉转！乐器制作中碳纤维复材的应用

　　日前，碳纤维哨笛——凯芙笛线上线下正式全球发售。该产品创意十足，打破常规，把用于航空航天、体育器材的碳纤维应用于民族乐器上。

　　在凯芙笛发售之前，制作笛子的最好原料仍是竹子，因为竹笛声音效果较好，制作成本较低。材料与科技都是与时俱进的，江苏集萃碳纤维及复合材料应用技术研究院有限公司专注碳纤维及复合材料，创新发布了纯碳纤维笛身的凯芙笛。

　　相较其他材质的笛，凯芙笛有碳纤维材质的轻和强的特点，笛身不会随温度变化，可保持四季音准不变；刚度好、音色清、纯脆亮；强度高、不易损坏；耐热温度高，可防止意外受热损坏；碳纤维纹路，华丽而高雅，是广大笛乐爱好者的首选。

　　科技或是噱头？！碳纤维乐器有哪些？

　　近年来，随着技术水平的提高，日常生活中随处可见碳纤维的身影。音乐领域也很早就对碳纤维格外关注，碳纤维乐器应运而生。大到钢琴、大提琴、京胡等乐器，小到弦乐弓杆、共鸣音板、扬声器振膜等乐器零部件，都可以看到碳纤复材的影子。

　　● 碳纤维电吉他

　　数十年来，碳纤维一直被提议用作弦乐器的材料。早在1965年，Ovation Guitar就开始在他们的吉他设计中使用复合材料。1985年英文刊《加强塑料》就报道了一种构造新颖、技术领先的“无音品”胶合滑音碳纤维电吉他，在音乐界引起了很大反响。

　　1994年Simon Farmer of Gus Guitars公司将单向碳纤维制造吉他的颈部，以增强其抵抗因弦的张力而引起的弯曲，编织碳纤维与木质音箱相连而构成吉他的主体，在这种吉他上大量使用碳纤维不仅减轻了它的重量，而且使其强度更强，弹奏更舒适，并能产生优美的共振音调。

　　2017年，拿火音乐LAVA MUSIC 创始人兼CEO 陆子天在上海国际乐器展，发布了全球首把碳纤维一体吉他LAVA ME。这款吉他采用了新型碳纤维复合材料AirSonic。据悉，AirSonic比传统碳纤维具备更优声学性能，且能承受更大的温湿度变化。湿度适用范围高达10%-90%，无论是零下40度乃至高温80度，都无阻LAVA ME音色发挥。拿火采用了一体成型的生产方式。相比于传统碳纤维布压制，一体成型使得LAVA ME 具备更高精度；时间成本的压缩，使得LAVA ME 具备较强的价格优势。

　　● 碳纤维小提琴

　　2013年5月“中国首创碳纤维小提琴展示专场音乐会”在连云港奏响。音乐会集中展演了"鹰游"研发的20余把碳纤维小提琴。碳纤维小提琴的琴头与面背板采用碳纤维材料，提琴的指板采用乌木材料，琴码和内部音梁结构依然采用传统木质材料。

　　2018年，小提琴演奏家熊周易潜心研制的Efeel碳纤维小提琴诞生了。团队在继承古典乐器传统手工的基础上，用高科技碳钎维材料重新定义了小提琴，打造出了全球首款专业级的碳纤维小提琴。

　　制作小提琴的传统材料主要是优质名贵木材，为了防止小提琴受潮、变形、开裂等，对木材处理的要求很高，制作工艺十分复杂，使用者平时需要对小提琴进行精心保养。而碳纤维具有高强度、高模量的特性，是制作乐器的优质材料，可以解决小提琴等传统乐器制造上存在的诸多难题，具有不变形、不受潮、不开裂等特性。据说，碳纤维面板的小提琴演奏出的乐曲，音效要优于市面上同档次的小提琴。

　　● 碳纤维在钢琴上的应用

　　世界上第一架碳纤维钢琴2016年将正式推向市场。而此前，关于这架未来系钢琴的酝酿和制造，已经默默经历了好多年。2009年，创新的碳纤维共鸣板就已经被该工作室成功运用到传统的凤凰钢琴上，产生的声效完美而具有力度，已经在全球范围发售。而2012年，碳纤维钢琴的原型终于由赫斯渥农场钢琴工作室研制成，成为下一代碳纤维钢琴的模板。

　　碳纤维被引入钢琴制造领域，具有诸多传统钢琴没有的优点：它不受环境的影响，如环境温度、腐蚀物质、水分和湿度，皆不会对它造成伤害。它非常耐用，具有优于钢制品的弹性系数（刚度）和有利于高品质发声的低比重（密度）。它的低密度使得低重钢琴得以可能。原型钢琴的质量大概只有相同体量传统钢琴的三分之一。而在未来的设计中，碳纤维钢琴有可能更轻。它还在音效上有优势，其自身的声能吸收效果，远低于木质结构的传统钢琴。

　　此外，采用碳纤维复合材料的音板具有很好的振动传导性及力学性能，尺寸稳定性以发音效果稳定，音板各个方向的振动传播均匀，成本有所降低。碳纤维柄还能让钢琴演奏家具有更强的控制力，使得音乐家在弹奏强音时敲击点更明确，从而消除了多余的尾音。

　　为什么碳纤维创造了独特的音乐世界？

　　近年来，木材变得越来越稀少，由于对环境的关注，制造商们开始使用橡胶，塑料和碳纤维等材料制造乐器。那么，为什么将碳纤维复合材料用于乐器制作呢？

　　与传统上用于乐器的材料相比，碳纤维非常坚硬、非常轻且阻尼非常低。这导致了一些有趣的共振特性。碳纤维部件增加的刚度和减轻的重量通常会提高部件的共振频率，而降低的阻尼将使其振动更长时间。

　　碳纤维弦乐器的共鸣与木乐器不同，通常听起来更明亮、更有力量。还有其他因素也会影响碳纤维部件的共振频率。例如，叠层中碳纤维的方向可以调整任何特定轴上的共振。低阻尼有助于获得更清晰的声音和更长的延音。

　　碳纤维额外的低摩擦优点，让琴弦振动产生的能量更高效地发声，这样音乐家弹奏时不用花很多力气就能获得理想的音量。大部分音乐家都觉得这样的改良帮助他们更精准地诠释作品。

　　熟练的制琴师可以利用碳纤维的独特特性来微调乐器的结构，以在特定频率、特定区域实现最佳共振。

　　碳纤维设计还具有出色的防水性能。它不受极端温度和湿度的影响。这意味着不必担心仪器会随着时间的流逝而变形。碳纤维乐器可以更轻松地承受湾岸夏季夜晚的高温和潮湿或寒冷和潮湿的环境下所进行的户外音乐会。

　　它还具有出色的调谐稳定性。当需要在旅途中运输乐器时，用碳纤维制成的乐器以其标志性的强度和刚度，可以抵御乐器在行驶中的撞击，远胜于木制乐器。另外，它们更轻便，因此携带和运输起来容易得多。而且，与木材和其他材料相比，用碳纤维仪器更换零件也要容易得多。

　　碳纤维提供了许多好处，这些好处是木材无法比拟的，而平均价格却比实木乐器低。

　　高科技含量的碳纤维复材应用于乐器领域，有人认为音色没有传统材质好，乐器缺少了文化和灵魂，发出的只是金钱的声音；也有人认为随着环境的恶化，木头等材质会越来越稀少且昂贵，而合成材料则会随着技术的进步越来越便宜，其声乐特性也会越来越好。此外，新材料创新了传统乐器制作工艺，赋予了乐器全新的定义。无论如何，新材料要撼动故步多年的乐器市场，仍需更多耐心。

　　至于国产碳纤维乐器的研发及生产现状，仍存在以下方面的不足：碳纤维复合材料在声学方面的基础性研究薄弱甚至空白，导致国内碳纤维乐器的制作没有可供借鉴的理论指导；产业链上下游的合作不足，尤其是国内碳纤维乐器制作厂家与乐器制作大师、演奏大师间缺少交流与合作，阻碍了国产碳纤维乐器的进一步研发与提高；碳纤维乐器的科普宣传力度不足，市场上普遍对碳纤维复合材料不了解，认为碳纤维就是传统的塑料，从而形成了“先入为主”的心理抵触情绪，不利于碳纤维乐器的普及。