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防止钢琴音板爆裂需注意的关键因素

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木材都含有一定量的水分(含水率),当环境或气候变得干燥时,木材就会释放出水分,即含水率降低,释放水分的过程中,木材会收缩变形,由于变形受到边界条件约束,在木材内部会产生出拉应力。当这种拉应力超过木材纹理间的抗拉强度时,就会在木材纹理间发生爆裂现象。钢琴音板通常采用杉木等轻质木材,这类木材纹理间的抗拉强度相对较低,因此容易出现爆裂现象。
    有专家认为钢琴音板爆裂并不会影响钢琴音质,对此,我们不作否定,本文也不作这方面的探讨。然而,音板爆裂对于外观质量的影响却是不可否认的。好比我们在商场买一部手机,当发现手机后盖有道明显的划痕时,虽然我们知道这道划痕完全不会影响手机的功能,但我们还是会要求销售员更换一台。同样,对于爆裂的音板,顾客也是不能容忍的。因此,防止音板爆裂是我们必需面对和解决的问题。
根据音板爆裂的原因,要有效的防止音板爆裂,必须认真做好以下几项工作:
一、板材的选择
    用于音板材料的树种有多种,但它们都属于杉木类,如云杉、白松、鱼鳞杉等等,选择杉木作为音板材料,是因为它们能够很好的满足钢琴的声学性能,然而对于力学性能,它们却表现得并不好,因为它们的抗拉强度都相对较低。因此,音板的选材至关重要,必须在同一种材质中选择出力学性能相对较高的那些。我们知道,同一树种,根据纹理的不同,其力学性能也不同。所以,用作音板的板材其纹理都应有严格的要求,即纹理应该相对较密集,且均匀、顺直。
二、板材的处理
    音板原材的处理,必须经过长时间的自然时效和科学的人工时效处理,从而使音板原材逐渐干燥,内应力逐渐消除,以使音板具有良好的稳定性。从而防止音板由于内、外应力的叠加而造成的爆裂,即减小音板出现爆裂的内因。
三、音板装配过程控制
    前面说过,钢琴音板爆裂是因为音板在干燥环境中释放出水分,水分丢失造成收缩变形,收缩变形产生拉应力,拉应力超出木材的抗拉强度便发生了爆裂。由此可见,触发音板爆裂的最终因素是拉应力过大。要避免音板爆裂,就必须尽量地减小音板内部产生的拉应力。而我们可以通过音板装配过程的控制,达到这个目的。
    为了减小音板内部产生的拉应力,我们应该让音板在装配完成后,内部处于受压状态。这样,音板在干燥环境中,即使收缩变形,其内部受力状况也是一个由压应力到平衡,再由平衡到拉应力的渐变过程,也就是说变形开始的一部分拉应力被音板内原有的压应力抵消了,从而削减了变形最终造成的拉应力大小,最大限度地避免了音板的爆裂。而怎样才能使音板在装配完成后内部处于受压状态呢?我们可以通过对音板装配前的含水率控制,来达到这个目的。音板在装配前,应该处于含水率尽量低的状态。大家知道,板材的体积会随着含水率的变化而变化,当含水率降低时板材的体积减小,当含水率升高时,板材的体积增大,也就是要让音板装配前处于体积尽量小的状态。当装配完成后,音板含水率回升,体积膨胀,但由于音板周边已经与相邻部件紧密结合,不能再向外扩张,于是,内部就产生了压应力,达到我们想要的效果。
四、钢琴的储运过程和使用环境控制
    防止音板爆裂,钢琴的储运过程和使用环境控制也是不可忽视的环节。外部温湿度环境骤变,会造成音板内部,以及相连部件的不均匀变形,这种不均匀变形,也会造成音板爆裂情况的发生。当我们要把钢琴从一个气候温湿热的地区运往一个气候干冷的地区时,运抵后,应让钢琴静止一周以上方能拆箱。而在使用过程中,应避免钢琴被太阳直射。
    事实上,对于如何防止钢琴音板爆裂,在音板的结构设计上已经基本解决了这个问题,那就是我们熟知、应用最为广泛的复合音板。我们知道,木材纹理方向上的抗拉强度要远远大于纹理间的抗拉强度,传统的音板(实木音板)是单层薄板,纹理方向一致,这样爆裂很容易在薄弱的纹理间出现。复合音板则是由纹理交错的几层薄板胶合而成,交错的纹理大大提高了音板在各个方向上的抗拉强度,从而解决了音板容易出现爆裂的问题。而随着复合音板制作工艺的不断改进,复合音板的音色效果已经极其接近或者说达到了实木音板的效果。
 

 

 


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