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木材干燥技术在钢琴制造上的应用

发布日期:2014-09-08  来源:律动钢琴网  浏览次数:395

钢琴制造所用的材料有60%左右是木材,包括音板、背架、弦码、弦轴板、外壳、键盘、击弦机零件等,这些零部件在钢琴的构造中起着非常重要的作用。其中音板的基本功能是用来扩大弦槌击弦时所发出的声音(扩大音量),音板的大面积振动会引起很大范围的空气振动,从而使钢琴发出的声音十分宏亮,并有足够的响度和持久性。弦码是用来把弦的振动传播给音板的。钢琴所用木材的品质直接影响到一台钢琴的声学性能。
    优良的乐器用材应该具有这样的音响性能:弦振动在木材中产生的摩耗较小,而纵波的传播速度较大。声音在木材中传播的速度可以用下式表示:
υ——声波在木材中的传递速度
E——木材的弹性模量
ρ——木材的密度
    从上式中可看出,声音在木材中的传播速度与弹性模量E的平方根成正比,与密度ρ的平方根成反比。声音在木材中传播的速度是越快越好,因此乐器用木材在使用过程中要尽量增大木材的弹性模量而减小其密度。木材的含水率对这两个因素的影响比较大,试验证明:通过木材的声速随木材的含水率的增加而降低。因为木材中的吸附水会降低木材的弹性,并且增加了木材整体的密度。因此,在钢琴制造中,控制木材含水率是相当重要的。下面简要叙述一下木材干燥技术在钢琴制造上的应用。
一、原材料阶段
    原材料阶段是指原木开锯后的板材、枋料等,一般是要进行干燥处理,干燥方法有:
1. 大气干燥:板材、枋料由于含水率较高,直接进行室干成本比较高,因此对场地及木材储备量有一定规模的厂家来讲,大气干燥是比较可行的、节省成本的一种木材干燥方法。 大气干燥是利用自然界中大气的热力蒸发木材的水分,达到干燥的目的。大气干燥一般只能将木材干燥到与大气状态相平衡的程度。应用大气干燥的时应注意几个问题:堆垛时材堆的长度应与主风方向平行;材堆要有顶盖,用来遮挡雨水和阳光直射;各层木料之间用隔条隔开以便空气流通等。
2. 常规室干是指在隔热的密闭室内,通过常规热源和热介质将木材中的水分蒸发并带走,由温、湿度显示及控制系统检查和控制干燥全过程的干燥方法。此方法能将木材干燥到比所干程度低的任何最终含水率。
3. 其他干燥方法:如微波干燥、真空干燥、远红外线干燥、除湿干燥、调频干燥等,都是比较常用的干燥方法,可以根据不同的要求、工厂各自的特点选取不同的干燥方法。
    这个阶段是保证木材尺寸稳定性至关重要的一步。将木材干燥到含水率在6%~8%是一个比较合适的值,这样可以使木材在贮存及后期加工时能保持较好的性能。
二、零件加工阶段
    这个阶段是将干燥好的板材、枋料制作成钢琴各种零件的过程。在这个阶段,主要是控制木材在加工过程中不要受潮吸湿而产生膨胀变形。
    首先,要控制好生产车间环境的温湿度,使木材在加工过程中不至吸收太多的水分。因为这个时候的木材含水率一般在纤维饱和点(FSP)以下,木材的含水率变化会直接引起木材的尺寸变化。为了控制车间的环境温湿度,可以在车间里配置空调、抽湿设备等,特别是南方雨水天气,空气湿度较大的时候,一定要注意控制好车间环境的温湿度。
    其次,对于特殊的零件如音板、弦码、键盘、击弦机木胚件等一些对尺寸稳定性要求较高的零件,在加工过程中要定期放到干燥室里进行烘干,以便在车间加工过程中将零件吸收的水分及时排出。
    这个阶段是各个零件成型的过程,各个零件都还没有经过油漆涂饰,很容易吸湿,因此必须保证木材在适当的含水率范围内进行加工,只有这样,才能保证音板、弦码、键盘等零件质量。
三、装配阶段
    这个阶段是将各种零部件装配成一台钢琴的过程。各个零件之间要先进行相互位置的配合,再用胶或者螺钉将它们装配在一起,包括音板、肋木、弦码、背架的粘合,键盘的整理等等。整个装配过程经历的时间较长,如果各零部件长时间暴露在无温湿度控制的车间环境里,将会使零件一直吸湿变化。因此,这个时候对木材零件进行干燥处理也是至关重要的。
    将整个车间设置成一个大的干燥房是保持木材含水率稳定的最理想的方法,这样可以控制车间的的温湿度,使木材处于一个稳定的平衡含水率状态。但其缺点是增加成本,而且工人长期处于比较干燥的环境工作会感到不舒服。
    在车间设置专门的干燥房,每个工序操作前都将木材零部件进行干燥处理是比较常用的方法,这样也可以保证每个工序中木材的含水率处于一个稳定的状态。
    综上所述,木材干燥技术贯穿钢琴制造的整个过程,是控制钢琴木材零部件含水率的重要手段,运用好木材干燥技术是制造高品质钢琴的保证。

 

 


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