在樂器研發中對應用材料與生產工藝的革新構想與實踐

文/宋從甲

引言

高品質樂器是應用材料和生產工藝最佳結合的產物。在樂器制作中，應用材料是樂器制作中決定音質類型的基礎條件，而精湛的生產工藝則是決定樂器品質的技術保障，當然也包括樂器的外觀工藝。可以說，材質和工藝是樂器生產不可或缺的重要因素，也是從事樂器生產主要研發和實踐的內容。

本文從樂器制作的應用材料革新與生產工藝設計（外觀設計）方面來討論竹質材料應用的可行性和外觀工藝設計及制作的研發。以生產實踐為參考，從材料某方面數據的對比與分析入手，從樂器外觀審美與新型工藝水平制作相結合的角度，力求研究樂器生產中應用材料與生產工藝對樂器“品質”的影響。從大量的生產實踐中，探求新的應用材料，提高工藝設計和制作水平，以更廣泛的視角審視新的應用材料與新的工藝設計理念，以此來把握樂器制作方面的革新與研發。

樂器制作中竹質材料的研發實踐

古人將竹子稱為“不剛不柔，非草非木，小異空實，大同節目”，真實地道出竹子的材質特性。回顧民族樂器的發展史，從生產樂器的角度講，用竹子制作樂器的歷史可追溯至幾千年前，中國人很早就使用原形態竹子制作樂器了。例如我們所知的有竹笛、笙、洞簫、京胡、竹板、竹鼓、竹板琴等，種類繁多，枚不勝舉。值得說明的是，這些樂器所運用的材料大多是原竹，即用筒型材料加工后的應用。而本文所研究的竹質材料卻有所不同，是專指將原竹材料經過加工合成制成建材類的竹質板材，專門研究竹質板材在樂器制作方面的應用。

第一節：竹質材料的性能優勢

1.應用竹材的社會意義

在目前木材相對匱乏，樂器生產材料儲備供應不足的情況下，更多地研發竹材的應用，使竹質材料能部分替代木材，對保持樂器生產的長期性和持續性有其重大的意義，更會起到節約自然能源，維持生態平衡，保護人類生存環境的作用。

主要理由有：竹子生長周期短，成材快，一次栽植就將可持續利用，也是可再生的資源，是不會枯竭的能源之一。常伐常新，青山常在，是木材天然的替代品。另外，竹制品可快速陰干、不易發霉，質地光滑堅硬，紋理通直，是制造樂器，尤其是外觀工藝較為理想的材料。

2.合成竹材的優勢特性

隨著竹質材料在家具等方面的應用，其優勢日益彰顯。換一個思維來考慮將竹質材料用于樂器制造，尤其是選用合成竹質材料會有諸多優勢。如，合成竹材克服了原竹所存在的易裂、筒壁薄、單向紋理等不足。經高溫壓制的竹質板材還有二次加工合成的空間，可彎曲、拉直，可用于較大體積的產品用材，且有不易變形的優點。另外，在加工竹質材料的過程中，在竹質材料的生產工藝環節方面也完成了材料換性等工序，用竹質材料替代木材，自然減去了木材處理的生產環節，提高了樂器原材料處理的生產工效。

第二節：竹質材料的更替設想

通過市場調查，我們了解到竹子復合壓縮成竹板材，即竹拼板的具體情況。這些竹材大都采用楠竹為基礎原料，經過校直、蒸煮、切割、精銑、膠合拼接。把一片片均勻的竹片經過120度高溫膠合拼接，使竹板的含水率控制在8%左右，再利用600噸的壓機壓制，制作成竹板材。其出材率明顯高于圓木材，是各種家具、工藝品制造加工的理想板材。對生產來講，選用竹材自然會降低生產成本，提高效益。因此，開始設想用竹材更替木材，分析其可行性。

1.合成竹質板材的材質分析

任何材料均有其特性，合成竹質材料也不例外。生產樂器廠家在研發竹質材料的過程中，首先是了解其合成竹材的制作過程，如竹子的產地、原竹的質地、竹板的成份、合成的方法，考察竹質材料合成時用膠的種類、膠合的系數等，如同研究木材一樣來研究其內部結構形成及其特點，找出與木材材質相對應的值，根據具體的數值來充分利用。使其真正能發揮其特性，發揮優勢，克服短板，合理利用。這是研發竹質材料的關鍵。只有在研發中適當地、合理的應用竹質材料，才有可能逐步研發可替代木材的價值。

2.合成竹質材料的技術分析

為了更好地了解竹材與木材在材質方面的差異，我們曾委托北京樂器研究所做了對不同材質的相關數據分析。

竹質材料力-位移取線的測定值 色木材料力-位移取線的測定值

以進行測試的兩種材料色木和合成竹質材料比較來看，在同等的力作用下，色木在其彈性的力-位移取線測定值為小于5.40mm，合成竹質材料的力-位移取線測定值為大于5.60mm。其差異較大，其他的值在對比之下均可看清楚。那么，作為生產廠家如何利用所測定的數值來有針對性地利用竹材，使其揚長避短呢？我們認為，在樂器生產中，合成竹質材料暫時不會完全取代木材，但可以有針對性地替代部分木質材料，發揮竹質材料的優勢，擴大竹材的應用范圍。如，可以大量應用于樂器的結構支撐部分即非發音部分等等。因此，我們將對樂器的發音部分沿用原材料來保證樂器的音質，并以更多地使用新型合成竹質材料的方式作為研發的第一步。

第三節：竹質材料應用實踐

如何在外觀造型、琴體結構方面應用竹質材料，卻又不影響樂器的發音品質呢？我們首先考慮的是以常用的民族樂器作竹質材料更替的實驗。

竹制材料樂器的制作實踐（如圖所示）

弦樂器：二胡 中胡類 敲擊類樂器：揚琴

彈撥類樂器：箏 阮 琵琶

通過實驗的環節，試制完成的合成竹質材料樂器，其結構穩定性未出現異常，在對音的穩定性進行測試過程中，可以證實其穩定性較強。尤其是作為揚琴、箏的銷釘板使用則是木材質無法比擬的。例如，我們將同時調好的（440Hz）常規揚琴和箏與竹制揚琴和箏做對比試驗。在同等條件下，放置72小時后，竹制琴的音頻衰減是常規琴的1/3。

實驗證明，合成竹制材質制作的樂器比木制材質制作的樂器聲音傳導快，音質干凈、通透、清脆動人。通過生產實踐，我們認為合成竹質材料可以成為理想的樂器制作材料之一。

1.竹質材料應用的部位與質感

在圖示可以看到，揚琴的琴體結構支撐部分、琴碼、琴架，二胡的琴筒、琴桿與琴軸部分，箏的外框、琴碼、山口及琴架，阮類樂器和琵琶，除了阮的面板、背板，琵琶的面板之外部分等，一律選用竹質材料。制作過程與木制材料均無技術與工藝上的差別。其外觀光澤清亮、色澤統一、光潔度高、質感通透，演奏時給人感覺舒適。

2.竹質材料應用的研發效果

以上所研發的竹系列樂器，曾在國家大劇院竹樂器展會上展出，展會期間得到了到場專家的首肯。如北京竹樂團團長王巍看到樂海竹制樂器時興奮地說，這批樂器比竹樂團使用的樂器制作精細，聲音純凈，是此次竹樂器展的一個亮點。再如，竹制琵琶經中央音樂學院李光華教授試奏，指出竹制琵琶較木制琵琶的發音更為靈敏、明亮。中國音樂學院楊靖教授客觀評價是：高音區音色比較美，演奏文曲比較適合，演奏武曲時尚顯力度張力不足。盡管如此，她還專門訂制一把竹制琵琶用于出國演奏。通過展會得到的演奏家信息及各方面信息反饋來看，竹制樂器的聲音測定還需進一步測試和鑒定，科學的界定其應用前途及演奏效果。

樂海竹樂器在北京國家大劇院的竹樂器展會上

竹樂器的研發與實踐，會啟發人們去向更廣泛的領域研發。僅以樂器工藝方面為例，利用竹材料韌性高、密度大、抗腐蝕、易加工、性價比高的特點，是選擇作為激光鐳射的理想底材。還可以根據設計，制作出各種陰雕、平刻圖案等等，在樂器裝飾制作中，用竹子做的貼雕產品更是錦上添花，具有極高的使用價值與收藏價值。

值得欣喜的是，我們是利用竹子復合新型材料制作樂器，在產品的框架結構，如揚琴的內幫、琴頭、梁子，古箏的幫板、銷釘板，琵琶的背板等已經部分用竹材代替。試制產品涵蓋大部分民族樂器品種，研發除揚琴、古箏、琵琶、阮、二胡之外，還有柳琴、月琴、三弦等銷售數量比較大的幾種樂器。在多次試制改革后已初步批量投入生產，其成果在2014年申請國家發明專利。

樂器外觀工藝設計的研發實踐

在我國民族樂器生產的進程中，大致經歷了民間創造、手工制作、作坊生產的原始階段，至今已發展到現代生產樂器的材料技術處理、精良用料選材、不斷改革完善、總結研制數據的階段。突出的表現有國內主要生產廠家在規模化生產時，引入先進技術，建造生產流水線、強化技術指標、組織批量生產的集團化生產模式等。在樂器外觀的工藝水平、工藝設計和工藝制作方面也在得到重視。人們開始認識到，樂器工藝水平將從審美的角度，逐漸成為決定一件樂器品質是否優良的基礎性標準之一。工藝技術水平與工藝制作手段成為生產中一個重要的技術指標。筆者為此就樂器外觀工藝設計與制作方面的革新構想與實踐，提出自己的理念，與大家討論。

第一節：外觀工藝的圖案設計思路

在提高外觀工藝理念的指導下，首先針對具體產品提出外觀設計的基礎性要求。如從美術角度開始其外觀的造型設計，在創新方面，如何使樂器在色彩、光感方面賞心悅目，如何賦予樂器外觀設計風格化，或古典風格或現代風格等。在材質方面也就木材、樹脂、鐵藝或合成的某種材料、指定材料或其各種材料結合等。在提倡藝術創意、圖紙化作業等的基礎上，強調實用性和生產可行性。把審美需求與美觀實用結合起來，形成既有創意又能生產更有實效的設計理念，同時強調造型獨特、作品原創等。

第二節：外觀工藝的研發制作理念

在生產過程中，還要在完成外觀設計后，由樂器制作師給予配合，適應地調整細部結構，對設計中所改變的外形進行技術方面的處理，以求產品更加完善。將美術設計與樂器的制作有機結合，解決圖紙上反映不出來卻又實際存在的問題，經過反復研究與制作實踐，最終確定生產圖紙來組織生產。同時要根據生產單位的實際生產能力和工藝水平來考慮具體樂器的生產內容及完成質量。同樣一個設計方案，選用不同的制作工藝是會有質感的不同，舞臺上效果不同，同時也會產生用途的不同。純工藝性的樂器生產也漸漸成為研發的對象，更具有中國傳統的文化意義。

第三節：“飛花點翠”新工藝系列生產的實踐

為了更好地說明外觀工藝設計思路和理念的意義，本文以樂海樂器生產的“飛花點翠”系列產品為例，來說明研發其產品過程給人的啟發。新型外觀工藝的研發實踐，如圖所示：

1.新型外觀工藝手段的技術運用

如果仔細觀察會發現每件樂器在外觀工藝方面的細微變化，但就是這些細微、不引人注意的變化體現著外觀工藝的改革。如樂器表面的圖案設計完成之后，主要是采用天然云母與銅片鑲嵌工藝、激光鐳射工藝、燙金燙銀工藝等新型工藝手段對樂器外觀進行加工，有效地提升了樂器外觀制作的科技含量。

2.新型外觀工藝手段的藝術效果

“飛花點翠”產品的理念設計是為加強樂器的文化內涵，而反映文化內涵的表現手段首先是圖案設計的立體效果。傳統的制作工藝在凸顯圖案的立體感方面與新的工藝手段的效果差異較大，很難達到設計者的心理效果。而采用新的工藝之后，各類樂器裝飾性圖案的鑲嵌效果已達到設計的藝術效果，較好地表達了美術工藝設計者的原意，有效地提高了樂器的外觀品質。

樂器應用材料與生產工藝革新的構想

中國民族樂器生產是在上世紀五十年代后，在國家提倡發展民族工業的背景下發展起來的。無論在應用材料或生產工藝方面都有了長足的進步與發展，但是與國際樂器業的發展水平相比，中國樂器尤其是中國民族樂器還要走自己的發展道路，要研究開發出一條符合中國國情的發展之路。本部分就樂器應用材料與生產工藝的革新與研發方面談談構想。

第一節：應用材料的革新意義

在中國，樂器生產的材料相對有限，工業生產的整體水平還處在內部總結、自我強化和不斷研發的基礎階段。發現并應用新的材料是一個長期要重視的問題，這也是樂器制造業發展的瓶頸所在。傳統的材料總是會枯竭的，新的替代材料如果不能及時跟上，就會直接影響生產企業的生存能力與發展后勁。因此，促使樂器人要開發資源、發現新材料、敢于實踐，去發現、探索、挖掘更多的應用材料。

在應用材料的革新方面，除要符合現代經濟中的低碳理念、增強環保意識為基礎理念之外，還要拓展思路，破除原始的傳統觀念，提倡“天下之材，盡我所用”。

第二節：生產工藝的革新意義

我國在工藝美術制品方面有著獨特的東方藝術之魂，五千年的文化及藝術精品令全世界矚目。如果我們能在工藝美術業的成功經驗上汲取藝術營養，巧妙地運用在樂器外觀工藝方面，則會縮短我們與世界在樂器制作方面的差距，發揮中國美術制品工藝的優勢。那么，在樂器制造工藝革新方面，在學習繼承傳統制作工藝的同時，又創建新的具有進步意義的工藝制作理念。如，結合新型科技含量較高的生產工藝，創新出有價值的生產工藝，就會在樂器生產實踐之中，找到發展中國民族樂器外觀工藝進步的突破點。

第三節：樂器材料與工藝的新構想

樂器材料與生產工藝的改革并非一朝一夕，要融合樂器制造行業的同仁及從業者集體的智慧，共同構想、探索實踐。研究學習各種相關生產材料的基礎知識，科學地測定研究客觀數據，結合所積累的實踐經驗，勇于試驗，不怕挫折，在失敗中總結教訓、不斷前行。

例如，在樂器材料方面，木及竹、石與玉、銅和金屬及合成類物質等，凡自然生長的、技術合成的高科技材料等都可以做以制作樂器的材料。

在生產外觀工藝方面更是有八仙過海之潛力，新型的工藝日新月異，不斷涌現，如能把握信息，不斷革新，就會以集體的力量、國家的力量在世界樂器制造行業體現中國軍團的威力。“千里之行始于足下”，是要構想和實踐才能實現理想。因此，前進的道路上充滿艱辛，同時也充滿希望。

結語

時代的進步必將使全社會的科技成果不斷地作用于樂器制造行業。在新的形勢下，生產具有改革意義的新型產品，是考察一個生產企業能否立足于時代的前沿，是把握一個企業能否長遠發展的關鍵。筆者從大事著眼，從小事入手，拋磚引玉，引起大家思考，目的是為中國民族樂器的發展與創新貢獻力量，做好中國民族樂器生產研發工作，從而促進中國民族器樂演奏藝術的向前發展，促進中國樂器的制作理念更加科學化。