赵春婷

（接上期）

（2）碳纤维材料替代木材

碳纤维，是指碳的质量分数占到90%以上，既有碳素材料的结构特性又有纤维形态特征的一种高性能纤维，被广泛应用于航空航天、机械设备、建筑交通、文体医疗等领域。直到21世纪初，碳纤维复合材料才逐渐被运用到乐器制造领域。

碳纤维在乐器制造领域中的应用具有其必要性和优越性。传统乐器大多采用木材作为原材料，并且对木材的材质要求非常高。首先，对木材的质量要求较高，要选用无开裂、无节子、无虫眼的木材;其次，对木材的密度、年轮宽度、年轮数及微观特征也有具体的要求。由此，可选择的适合制作乐器的木材只局限于少数的几种或者是这些种类木材的原木中的某些部位。例如，一般情况下，生产乐器共鸣板的原木出材率在10%左右。再加上世界性木材资源匮乏的现状，适合制作乐器音板的木材资源更是匮乏。目前，国内钢琴生产企业所面临的最大问题是，木材尺寸稳定性达不到技术要求，原因主要是由于木材的耐湿热性能差。虽然可以通过技术高温处理或二次干燥处理等措施来平衡木材吸水性，但工艺却相对复杂，直接影响乐器产品的质量和产量。因此，寻找新的可替代木材的乐器用材料具有现实意义。早在1985年英国国际复合材料工业最具知名度、影响力和权威性的专业学术刊物《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已在英国和国际市场露面，并在音乐界引起反响。

21世纪初，日本京都工艺纤维大学前川善一郎教授专门研究对比了碳纤维复合材料与其它材料的振动参数，通过实验数据发现，碳纤维复合材料具有较高的比动态弹性模量及较小的对数衰减系数，其不仅具有优异的振动特性，并且这种振动特性还是可以根据要求任意设计。总体来说，碳纤维复合材具有比模量高、弯曲强度大、耐疲劳性能好，受环境温度湿度影响小、优异的结构可设计性、耐腐蚀、耐高温、声学品质稳定性好等特点。因此，它逐渐被乐器制造行业所接受。碳纤维复合材料曾被运用到民谣吉他、电吉他、小提琴、钢琴的制造中。

连云港神鹰碳纤维自行车有限责任公司徐艳等人申请了名为《一种碳纤维增强复合材料制作吉他的方法》（专利号：CN201310387616.4）的发明专利，并于2015年12月23日得到专利的授权。这种碳纤维吉他主体选用国产碳纤维和少量玻纤进行复合，其特点是在刚的基础上不乏柔性，让碳纤维吉他产生悠扬的美妙音质;吉他的面板和背板仿照木材声学原理，采用不同的结构设计，并针对琴颈和琴箱底部进行补强处理，具有音色优美、不变形、不受潮、不开裂等特点，这种新材料的采用使吉他焕发了新的光彩，给乐器的制作开拓出一条新道路。

北京乐器研究所在已有的前期开发钢琴击弦机替代材料的基础上，成功地将碳纤维复合材料应用到钢琴击弦机零件的制造中，以替代了市场上部分型号的木质击弦机，并在生产中得到成功应用。由于钢琴产品规格型号的繁多，用一种规格的碳纤维复合材料击弦机是不能覆盖所有鋼琴击弦机产品的;所以，本项目旨在开发一系列立式钢琴的碳纤维复合材料的击弦机，以满足大多数钢琴生产企业的要求。该项目研究主要有三个方向，一是在现有基础上将碳纤维复合材料立式钢琴击弦机系列化，满足各种钢琴规格的要求;二是开发通用型的复合材料立式钢琴击弦机，尽可能地覆盖目前市场上面各企业的主打产品;三是利用复合材料击弦机的可注塑性及模具设计的便利性，通过设计复合材料击弦机的造型来增加其艺术性及可观赏性，这种艺术造型的击弦机不仅可以应用在传统钢琴上，还可以应用在目前日益发展成熟的数码钢琴产品中，将音乐、艺术、运动有效直观地结合起来，而这些恰恰是木质击弦机很难达到的。

（3）新型仿象牙复合材料

仿象牙复合材料应用于乐器制造行业中，目前还未有先例。北京乐器研究所经过多年的相关技术的调研与前期试验积累，于2019年申报了北京市科委自主立项项目《防滑、吸汗仿象牙色钢琴键片的开发》，并获批。目前，该项目利用丙烯酸脂和丙烯酸羟基脂进行共聚，并通过聚醚多元醇-聚氨酯共混，制备了具有亲水、亲肤热塑性树脂基体材料。同时通过树脂基体与多孔、吸水性填料进行复合，使得材料具有良好的透气性、吸水排汗的性质，解决现有仿象牙琴键材料因手汗聚集而影响手感的弊端，开发出了一种具有象牙质感，同时对水分具有“呼吸”作用的新型仿象牙复合材料琴键材料。同时，项目也是对传统古典钢琴制作工艺的复兴，具有较高的历史价值。

4.人工智能技术的引入

2019年，中央音乐学院创建“音乐人工智能与音乐信息科技系”，并于同年首次招收“音乐人工智能与音乐信息科技系”方向博士生。中央音乐学院院长俞峰教授与清华、北大专家组建跨学科双导师培养制，着力培养音乐与理工科交叉融合的复合型拔尖创新人才。人工智能对于乐器行业技术升级主要体现在数码（电子）乐器的技术升级改造上。早在上个世纪90年代初，传统乐器就已经在国内尝试电子化，如电子琴、电子鼓、电钢琴等。时间来到21世纪，电子手风琴、电子管风琴等研发技术已经初现成果。同时，中国民族乐器亦开始尝试电子化，例如电子古筝、电子琵琶等，在这一领域，罗兰公司做出了突出的贡献。2018年9月，在第五届“网易未来科技峰会”上，视感科技旗下产品Poputar智能吉他、Populele智能尤克里里在此次展会上亮相。Poputar 智能吉他通过琴颈LED灯指示左手按弦位置，依靠节奏游戏引导APP右手弹法⑨，完全改变了传统的演奏方式，为初学者提供了更为便捷的学习途径，有助于吉他的更进一步的普及。

5.3D技术的运用

自本世纪初，3D技术即已经进入中国技术市场，其主要目的是为满足个性化的设计，主要应用航空航海、军事等高精尖的行业。近年技术逐步下沉，用于民用，尤其用于文创领域，节省大批量生产后修版所带来的浪费。乐器行业也在2010年前后开始引入3D打印技术。北京乐器研究所于2013年即利用市财政科研经费购置了3D打印机，用于电钢琴的元器件及小部分外壳配件。2014年中国（上海）国际乐器展览会上，利用3D打印技术，打印出了长笛、排箫、哨子、MIDI控制器等，这些“打印”出来的乐器及控制器都具有演奏（使用）的功能。2019年PLAM北京国际乐器展“国际创新乐器与音乐科技发展论坛”上汪洪又在现场展示了3D打印的东琴和改良的二胡。3D打印技术为乐器制造注入新技术及新材料的来源，为乐器制造升级技术提供先决条件。

通过对近十年乐器行业的技术发展现状与趋势的调查研究，结合这几年的行业的专利申请总体情况、新材料、替代材料的研发、跨学科总体状况等方面的分析认为：

首先，提高企业专利申请的专业性、系统性、针对性、价值性;

其次，建立乐器产品质量评价体系。目前，乐器聲学研究中，乐器声学品质的客观评价方法已经逐渐体系化，建立乐器声学品质客观评价体系指日可待。乐器声学主观评价早已建立专家库，但目前还要出具完备的乐器主观评价的准则，并更新现有专家库。此外，乐器产品质量评价体系还需要检测机构、标准化委员会、第三方机构的合作，出具相关准则。

再次，从现代制造产业向现代音乐文化服务产业转化。例如，珠江钢琴近年来的经营模式，可以说有点、有面，点是时间节点，适时跨入新的行业、新的领域。面是宏观规划，放在整个制造行业谋求发展。珠江钢琴发展的每一个阶段都是制造企业所要经历的，我们是重新建立一个制造企业，重新走一遍所有的阶段还是直接跳到现阶段。当下，许多乐器企业研发智能化乐器，在展会上展示其让人眼花缭乱的感官刺激。殊不知，智能化的概念不是一个简单的智能化乐器，而是在乐器背后的网络技术、教育软件开发、教育软件课程的开发等等一系列配套系统。因此，可以说，摆在制造业面前的情况就是，现代服务业将成为经济发展的支柱。

目前，落实到实际工作，是建立一个乐器制造+现代音乐文化的平台。这个平台需要整合社会力量，包括政府、业界、商界、学界和第三部门，甚至可以包括消费者，来共同建立发展平台。一是建立信息网络和交流，通过设立网站，不断传播行业动态，发布行业发展指数等：二是促进相关部门的内部资源整合，现代服务业牵涉到许多政府部门，不仅需要政策的统一协调，更需要人才、知识的广泛交流。市政府可以建立促进现代服务业的联席办公会议制度，定期研究和部署、规划现代服务业的发展。三是大力发展民间机构，通过第三部门力量推动现代服务业快速发展。中国乐器协会（CMIA）在这方面走在了前端，2016年，其联合中国教育学会音乐教育分会（CSME）、中国音乐家协会管乐学会（CASBE）、中央音乐学院（CCOM） 建立了全国音乐教育服务联盟之一平台⑩。全国音乐教育服务联盟是非法人机构的全国性音乐教育服务平台。其宗旨是：认真贯彻落实党和国家音乐教育的方针政策，各个行业协（学）会、音乐院校和乐器制造企业及琴行培训机构跨界合作，共同研究音乐教育市场的环境、特点和新需求，充分发挥各自的优势，相互支持原有的优秀品牌项目，同时研究拓展新的服务项目。

绿色环保意识迎来乐器行业新时代、知识产权助力乐器科技创新、人工智能技术为乐器行业技术升级带来新契机、3D技术为乐器制造技术升级及乐器新材料更新提供先决条件、行业三级科技合作项目体系建立推动“产学研”相结合、企业规模性技术改造为乐器行业技术提升注入强心剂等六大看点，呈现出近十年来乐器行业技术发展的勃勃生机。

注释：

⑨参见《2019中国音乐产业发展报告——音乐科技与装备专题报告》，《音乐产业面对面》，2019-07-14。

⑩参见《全国音乐教育服务联盟正式启动》（罗兰数字音乐教育，东方创业网2016-08-12）