丁锋：钢琴组件铸造工艺对琴声标准化音质的影响性4-3钢琴铁板的铸件工艺对琴声标准化音质的影响性 240729

钢琴组件铸造工艺对琴声标准化音质的影响性4-3钢琴铁板的铸件工艺对琴声标准化音质的影响性

文/丁锋（合肥工业大学材料科学与工程学院）

来源/ 第十五届中国标准化论坛论文集

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3钢琴铁板的铸件工艺对琴声标准化音质的影响性

钢琴铁板，是衡量钢琴质量的一块重要组件，铁板的铸造工艺的档次高低直接影响琴声的音质，是对钢琴的综合品质起决定性影响的一大组件要素。所谓铁板，即是指用于悬挂钢琴琴弦的铸铁件，对琴弦起到固定和支撑作用。一般说来，如果一架钢琴所弹奏出的曲目让人在宏观(粗听)听觉上感到优美动听、旋律悠扬、节奏分明并且在微观(细听)辨音上能达到响度强弱分明、音色明亮透彻、音质纯净清晰，综合聆听起来具备明朗的音乐整体表现力且乐感深厚强烈，那么基本可以认为这架钢琴的音质是具有标准化水准的音质，至于具体到什么层次可以符合至哪一级的水准，需由专业机构制订专门的钢琴音质综合判定标准。质量优良、性价比高的著名品牌钢琴，其钢琴组件（涵盖铁板组件等）的铸件工艺的标准程度直接影响着琴声的标准化音质。具备标准化音质的钢琴的琴声听起来具有音色圆润、音质饱满、音亮透彻的标准化特征。钢琴音质与铁板材质的铸造工艺紧密关联：好的铁板组装成钢琴产出后的应用成果是人们可以运用手指借助其88个音符键弹奏出高、中、低音节奏有别的美妙旋律；对应其之的铁板铸造工艺作为钢琴生产过程的关键部分，如良好性地贯穿了铸造工艺标准和循序了铸造标准化工艺流程，那么这类的铸造工序直接影响了钢琴琴键、琴弦等组件的应用成效。两者互出成果后，在实际应用中几者间存有千丝万屡的“靠一板、牵一键、动弦音”的非同凡响的互为碰撞性音响效果。因为有铸造工艺标准的不断改进和铸造标准化工艺流程的品质提升使得现代版的钢琴演奏更加完整化精密性地具备了标准等级特质。铸造工艺与声乐弹奏存有高度契合性和影响性的质量技术特质，这特质的确形成了一种先有铸造工艺后有纯手工拼装工艺的钢琴组件生产过程。这种铸造元素赋予了钢琴声乐弹奏层面上的技术灵动特效，值得探究且剖析。以钢琴琴板材质的铸造工艺为例：普遍观察，一般价位的立式钢琴的琴板材质因其设计上采用的是传统结构，基本上为不带弧度的平底面，这种设计上的缺陷导致了重量大、易变形的产品不良显现。而这种不良显现正是由于铸造工艺水平决定的。具体到工艺技术，若要把铁板的变形量控制在最小限度，理论上讲可先在设计时加大铁板与音板的间距，而普通铁板背面是平面的，音板弧度呈现中间拱起状态，若加大铁板与音板之间的最小间距，又会造成铁板四周与音板的间距更大，而过大的间距会对钢琴的音色和音质产生影响[2]，所以说理论上可行的设计方案在实际应用中恰不可行，偏离了调控琴声形成标准化音质的初衷。要解决这类的问题，就必须要铸造出一种重量轻、稳定性好、强度高的铁板。需指出：铁板存有一个核心的功效是承受来自于数百根琴弦数以几十吨计的张力和重力，需要铁板保证有足够的稳固性和抗变形能力。以常见的立式钢琴为例，铁板通常以弦轴板和大筋为主体部分，完全可以通过改进铸造工艺设计结构的方式去解决铁板弯曲变形的问题。当然，现代大型钢琴演奏会现场呈现的高雅气派的占地面积较大的卧式钢琴（由于俯视其外观呈现三角形，故也称三角钢琴）在铁板类组件的结构设计上更加科学、铸造工艺更为精湛。总的探究已能发现立式或卧式钢琴均多采用整体铸造工艺生产而成。综合剖析已能表明：立式钢琴的铁板组装在琴体内偏中位置，体积较小，和音板的间距较为紧凑；三角钢琴的铁板组装在琴体内偏下位置，体积较大，和音板的间距较为宽松。1855年，德籍美国人斯坦威(HenrySteinway)设计制造了世界上第一架三角钢琴，成为现代钢琴的典型，后来斯坦威分别在美国纽约和德国汉堡开设钢琴制造厂（其中设置有铁板等钢琴铸造组件的厂房），生产世界著名的斯坦威牌钢琴，经过世界权威钢琴演奏家们的一致推荐，斯坦威牌三角钢琴被公认为是世界上质量最好的钢琴[3]。艺术以高雅华丽著称的乐器之王钢琴发出的悠扬旋律和美妙音符早已引起世人的艺术共鸣；声乐以琴类构造中金属和弦音的饱满度在反映琴类音质的重要指标；金属则以铸造工艺体现相应器件的完美性。以音域宽广、定律标准、音律准确、能实现多种形式的和声组合、多声旋律组合、艺术表现力丰富、音量变化幅度大等为主要特征的现代钢琴的生产必然离不开其金属组件铸造工艺的标准程度，标准程度的当前优越性和未来拓展性必将对琴声标准化音质产生决定性的影响。铁板铸造工艺的质量优佳（达到标准程度的铸造工艺）还可以间接地使得弹奏者能够通过弹击琴键继而带动琴槌实现对琴弦的敲击之控制力度从而有效地改变音色的标准化程度。所谓音色，一般是指琴声的柔美程度，达到标准化程度的钢琴音色应当是高音键区声音明亮；中音键区声音柔和；低音键区声音浑厚。整体音响的综合音色应显得圆润饱满具有穿透力、富有层次感，没有杂音、麻音、哑音，方才符合标准化音质的要求，而这种要求恰恰又给铁板铸造工艺赋予了相应等级的标准要求，即要求在铸造铁板的时候要充分保证对应不同音区和音调部位的各部分的铁板铸件壁厚的相对均匀度和互为协调性，这才能保证整体音质效果的标准化特色。传统意义上的铁板铸造工艺主要分为两种：一种是翻砂工艺，其主要工序是先用树脂模造出模型、而后采用两箱（上箱和下箱，上箱对应的是上型，下箱对应的是下型）造型法造出一个铁板结构的铸型，最后合箱（合型）进行浇铸，属于传统工艺；另一种是真空密封造型工艺，其主要工序是采用塑料薄膜抽真空、最终致使干砂成型的工艺模式，属于现代工艺。因翻砂工艺制造价格低廉、真空工艺制造成本较高，所以致使在相当长的钢琴产业发展期间，保留传统铸造工艺方式的一些国内钢琴生产企业选择采用翻砂工艺，尽管工艺水平各有对比，但是都在不断的工艺改进和技术提升中，发展业绩屈指可数。适时分析研究国外先进铸造工艺一直是国内各钢琴生产企业努力借鉴的方向，业界应当不难注意到：钢琴生产的品牌强档国家德国在历史上相当长的一段时间里长期沿用着翻砂工艺铸造铁板，其严谨的工艺标准和生产的全过程标准化模式使得其钢琴整体产品（涵盖铁板组件产品）质量稳固。我国的钢琴产业虽然起步较晚，但是其发展也在蒸蒸日上，短时间内取得了长足的进步，铸就了长江、珠江、星海、海伦等一批国产品牌，其刚琴组件工艺的优势设计和工艺先进之处更是显得弥足珍贵。另一方面，无论国内外，在钢琴生产涵盖组件铸造工艺方面，笔者认为，各国钢琴产业间互相对比、互相学习、互相借鉴是为了互相取长补短、共促世界钢琴制造业的长期繁荣和发展，为人类美好的音乐事业提供演奏的上好佳平台。仅就钢琴组件铸造工艺而言，确实应当树立起没有最好只有更好的技术理念。在钢琴组件铸造工艺方面，翻砂工艺和真空工艺需有对比、方可酌情选择：首先，真空铸造铁板相比翻砂工艺而言、制造成本教高，有关这一点是绝对的区别所在。然后，相对的区别主要在于：就一般情况而言，真空工艺铸造铁板尺寸精度相对较高、铸件表面相对而言会显得光洁且轮廓清晰、尺寸精确。但是，如果说在铸造工艺的过程中标准尺度把握得好，传统的翻砂工艺不仅可以避免变形问题和表面光洁度的问题，而且在充分发挥标准化翻砂生产过程的标准技术优势后，甚至可以使得铁板产品达到“标准化+”的优良效果。举例说明：在翻砂铸造工艺过程中，制造铁板的铝模由于每天经受气锤击打型砂、承受压力达到一定程度时就会导致其变形、即铝模变得较软。铝模变形就会导致铸件变形。然而，对于钢琴的组装组件来说，铸铁板的变形将直接影响到装配的尺寸要求，如击弦点位置，如果勉强调整尺寸装配起来，在后续的调试过程中还会出现击弦机的定位尺寸等关键性的影响琴声标准化音质的要素。因此，要确保铸铁板的安装尺寸、铸造过程非常重要。在现场要做许多次的实验，经常检查校对，完全可以避免弯曲变形[4]。如果反复检查校对的次数掌控得非常能够凸显标准化的协调、选优的精确程度，就一定可以达到铸铁板件符合标准化效果的良好等级，在某种特殊工艺的有效添加下，有时确实可以达到铸件符合“标准化+”的优秀等级。当铸铁板变形这一主要影响琴声标准化音质的问题解决之后，其次的就是表面光洁度和平整度的问题，从技术层面上讲就是需花费时间进行后期加工的问题，由于其不涉及铸造技术范畴的热加工问题，只属于冷加工层面的修整和修复问题，此不赘述。最后，总而言之，无论采用哪种铸造工艺，都应力求产出的铁板强度更大、韧性更好、耐疲劳度更强、耐磨性更高、不易断裂。同时，铸造选材也是关键：在国内，球墨铸铁作为20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，综合性能接近于钢，在实际应用中已能达到以铁代钢的功效，在钢琴制造业的铁板选材应用中很是普遍。

以上概要性地探究且剖析了钢琴铁板的铸件工艺对琴声标准化音质的影响性，继而再把铸艺的细节延伸反映到钢琴弦架的层面上，以揭示其更进一层的影响性。

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