鋼琴實木音板與復合音板的比較分析
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摘 要：在鋼琴8000多個零部件當中，音板是鋼琴最重要的組成部分，被稱為鋼琴的靈魂發音體。我國對鋼琴需求量大，加大了鋼琴生產與材料供求之間的矛盾，復合音板作為一種新型材料的音板開始出現。本文由三個部分組成，第一部分對音板的結構、作用、材質進行詳細闡述，以鋼琴的發展改革為線索，展現音板材料的歷史演變。第二部分針對實木音板與復合音板進行比較研究，包括音的傳導性、耐燥程度和性價比，加深了人們對實木音板與復合音板的區別認識。第三部對音板的制造技術與材料創新進行介紹，闡述現階段對新木材的探索與新材料的研究趨勢?，F階段由于資源匱乏，要求我們樹立起環保創新意識，要扛起保護環境的責任，不斷探索研究新的鋼琴音板材料。
關鍵詞：鋼琴;實木音板;復合音板;比較;分析
一、關于音板
鋼琴的音板與鋼琴的音質有著密不可分的關系，若沒有鋼琴音板，傳入人耳的僅僅是微弱的鋼絲振動之聲。音板作為一個共振系統，接收來自于琴弦振動的能量，并將這能量傳播到空氣中去，從而起到增大音量，過濾雜音的作用。
（一）結構與功能
立式鋼琴與臥式鋼琴的音板形狀各不相同，但其結構與材料都是相同的。鋼琴音板主要是由共振板、音板框、高中音弦碼、低音弦碼和肋木等零件組成。共振板是由許多板條拼成的一大片薄木板，音板框粘貼在共振板的四周，使其更加穩固。其中，共振板呈弧面，凸面粘有弦碼，凹面粘有肋木，肋木可以加強共振板的強度，幫助音板橫向傳聲，同時，可以抵御來自弦碼的壓力，使共振板兩面達到力的平衡。
在我們彈奏鋼琴時，手指觸動琴鍵，琴鍵帶動弦錘敲打在琴弦上，這時，琴弦振動的能量通過弦碼傳遞到音板上，音板利用自身面積優勢，把大部分能量傳播到空氣中去，使得聲音音量增大。并且，優質的音板不僅有增強音量的作用，而且還有過濾雜音的作用，使得鋼琴的聲音悅耳動聽。因此，音板承載著接受音波并且傳遞音波的主要功能，所以，音板自身的制作工藝、選材會直接影響鋼琴聲音的傳導性、輻射性。
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鋼琴音板材料的選擇要追溯到鋼琴的起源，在克里斯托弗里發明鋼琴之前，就已經存在著幾種類似“鋼琴”的樂器了。因此，鋼琴音板的產生可追溯到16世紀，當時，鋼琴音板的制作采用意大利的柏木，柏木在意大利廣泛種植，且紋理順直細致，因此，許多鋼琴制造商開始使用柏木來制作古鋼琴的音板。
17～18世紀，鋼琴音板制作材料從柏木逐漸演變成了云杉。1698年，意大利人克里斯托福里制作了一架其外形和結構與羽管鍵琴相似的鋼琴，1709年，克里斯托福里又制作了一架羽管鍵琴，其特點是彈奏時可以表現出音的強弱對比，開辟了鋼琴藝術的歷史新紀元。之后，羽管鍵琴被人們所接受，逐漸盛行起來。隨著人們對音質的要求越來越高，一些鋼琴制造師開始從鋼琴制造材料上進行探究，嘗試使用云杉，云杉木材容積重小、材質輕、彈性高，其聲學性能非常好，因此，以云杉為材料的音板開始廣泛運用于鋼琴中。18世紀中期至19世紀，挪威的云杉，銀杉更符合鋼琴音板的制作標準，其樹干筆直，生長周期長，生長環境惡劣，常年沐浴山風和雪水，木質彈性好，硬度大。當時，約翰內斯制造了一架鋼琴，其特點是琴弦被加粗，音板被加厚，還用了當時比較受人追捧的“英國式擊弦機”，人們發現，這架琴的聲音與共鳴比之前的琴要強很多，正因為如此，音板厚度、硬度和彈性對鋼琴音色的影響開始被人們所關注，人們受到啟發，隨后發現了挪威的云杉，銀杉。19世紀，由于歐洲森林可砍伐到的不斷減少，人們發現了美國北部茂盛的森林資源，于是挪威云杉、銀杉開始從美國進口。到了近現代，為了節約資源，人們開始不斷探索，逐漸發現了更適合制作鋼琴音板的魚鱗云杉、紅松、泡桐等。
木材的生長周期較長，人們對鋼琴的需求量大，制造鋼琴音板的木材逐漸減少，為了節約資源，降低成本，復合音板逐漸出現在人們的視野和生活當中。
二、鋼琴實木音板與復合音板的比較
實木音板是由不同長度的徑切板拼貼而成的，鋼琴的聲音是順著木紋紋理擴散出去的，因此在徑切板的銜接處紋理要緊密、順直。復合音板又叫做膠合音板，是用原材料旋切成單板，根據木材紋理進行多層膠合，干燥，最后再熱壓機上進行膠壓而形成的一種人造板。兩種音板，前者屬于傳統工藝，后者屬于新時代的工藝。
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聲音是通過介質來傳播的，并在空氣中振動。彈鋼琴時，手指觸動琴鍵，琴鍵帶動弦錘敲打在琴弦上，這時，琴弦振動的能量通過弦碼傳遞到音板上，音板利用自身面積優勢，把大部分能量傳播到空氣中去，使得聲音音量增大，這時，音板就作為鋼琴傳聲的介質。鋼琴的聲音是順著木紋紋理擴散出去的，音板的材料是影響傳聲效果的關鍵，因此，木材的年輪寬度，紋理順直性，含水率，密度等條件是影響聲音傳導性的關鍵因素。鋼琴音板所用的木材最適合的年輪寬度為1.0mm～1.5mm，其中，在年輪方向的傳遞速度方面，順年輪要大于橫年輪;木材紋理越順直，聲音傳導阻力越小，木材聲能損耗小，聲音振動越大越持久，音質悅耳動聽;音板木材含水率控制在6%～8%的范圍內最為合理，含水率越低，聲音傳的越快，反之亦然，因此，要將音板聲音的傳導性控制在最合理的范圍內;木材的密度越大，鋼性越強，聲音的傳導性越好。
實木音板的木材是由管狀細胞組成的，其年輪和紋理的生長狀況與管狀細胞的長度、直徑，細胞壁的厚度，細胞的數量等方面有關，木材是“活”的，聲音的振動可以通過木板的紋理特征有效傳遞到整個音板上面，因此具有良好的傳聲性能。
隨著鋼琴市場的擴大，為了節約木材資源，國外出現了一種新型板材，復合音板，其聲音效果良好，逐漸被引到國內使用。復合音板分兩種，第一種復合音板也叫實木復合音板，實木芯板在里層，兩面膠粘一些薄木貼片，由于芯板被蓋在里層，可以適當放寬用料標準。第二種復合音板被稱為膠合音板，它的芯板是用松木多層薄片膠壓拼貼，表層薄木貼片按照傳統音板那樣拼貼而成的。復合音板選材要求不高，提高了木材的利用率，且制造成本低，生產工藝簡單，可以流水線式大批量生產，滿足了市場需求。但木材的紋理性沒有實木音板明了深刻，板層結構緊密性不如實木音板，含膠量又多，聲音傳導阻力大，以上條件大大加深了復合音板的密度和質量，其聲音的傳導性不如實木音板。 ?。ǘ┠驮锍潭?
制造實木音板時最復雜工序是在加工的過程中，空氣的溫度與濕度難以把握，必須非常注意加以控制。在加工前，即使鋼琴音板已經干燥到了含水率6%以下，若空氣溫度與濕度不進行嚴格的控制，幾個小時內，鋼琴音板的含水率就能上升到10%甚至更高，若不予理會繼續進行油漆涂飾，水分將會被封在音板內無法排除，音色不僅會發悶，更嚴重的是在使用的過程中音板還會開裂，造成音板塌陷。一年中四季交替不斷變化，溫度也不斷變化，若無法控制好放置鋼琴房間的溫度與濕度，音板極易開裂，這在我國北方干燥的冬季是極常見的。但有些實木音板的鋼琴，音板開裂后聲音不但沒有被破壞，反而更加動聽悅耳，這是因為音板開裂后，曾經封在音板內部里多余的水分得到散失，聲音的傳導性反而更好了，且音板的開膠開裂并不影響整塊音板的動能。人們發現，有些音板開裂后聲音更加悅耳動聽，經過維修人員的修復之后，聲音反而不如音板開裂的時候純凈，這引起了世界鋼琴技師和中國鋼琴調律行家的研究興趣，進過長時間的觀察研究，他們得出結論：音板開裂，只要不出現雜音，對音色并無不良影響，音質會更好。正是因為這種復雜的加工工藝，實木音板的鋼琴具有極高的工藝價值和收藏價值。
復合音板相對于實木音板比較而言，在現代加工工藝中，更容易控制含水率，復合音板不用長時間的干燥，避免了木材在溫度變化時不穩定產生的開裂，復合音板開裂是非常少見的，但開膠產生雜音的現象非常普遍。
總而言之，無論對于實木音板還是復合音板，盡量使鋼琴保持在一個相對穩定的溫濕度環境，是使鋼琴處于最佳狀態的根本。
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鋼琴的質量是人們的在購買鋼琴時所關注的，但在價格方面人們也會加以考慮，音板作為鋼琴的主體，音板的質量、價格的高低是一架鋼琴性價比高低關鍵的部位。實木音板對木材非常挑剔，樹干要直，并且要有富有彈性，這種木材生長環境極為惡劣，一般位于美國阿拉斯加或西伯利亞等寒冷地帶，生長速度慢，耐寒，是音板的上乘之選。隨著鋼琴市場的擴大，木材越來越緊張，樹木的成長周期較長，再加上用來制作實木音板木材的要求較高，可用于制作實木音板的木材越來越少，價格也越來越高，實木音板一般用于中高檔琴。演奏家或一些對音質要求較高的人可以選擇購買。
復合音板對木材不像實木音板那樣挑剔，對木材的選擇不十分嚴格，便于大批量生產，降低了生產成本，早期用于低檔琴。但隨著音板制造技術的發展，像珠江、星海等品牌的中檔琴也開始使用高質量的復合音板。可以說，復合音板是流水線大批量快速生產不得不采用的辦法，但是對于聲音不是很挑剔的一般學琴者，選擇復合音板并不會影響學習和練琴。
很多人問復合音板有沒有可能達到跟實木音板一樣的音質，經試驗，現在最好的復合音板的共振性能達到80%左右，雖然跟實木音板相比還是有些差距的，但性能上已經非常接近了。隨著科學技術的發展，人們不斷進行探索研究，會進一步提高復合音板的制造技術和實用性能，相信不久之后，物美價廉的復合音板會成為鋼琴音板選材的首要選擇。
三、音板制造技術及材料創新
音樂越來越貼近人們的生活，鋼琴也越來越普及化、大眾化，但適合制造鋼琴音板的優質木材緊缺，人們開始考慮如何資源利用最大化，在不影響鋼琴音質的情況下，人們研究如何少用但精用木材，或者拋棄木材這種原始材料，進行材料上的創新
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活用木材，木材的加工管理要尊重木材的運用原則與靈活性，最大限度的利用好木材。在掌握音板制造基本流程的基礎上，更要重視音板的制造技術和加工精度，例如：木材應徑向鋸割，年輪切線與板厚中心線夾角呈50°，一個優秀的選材配板師會不斷研究科學的方法組織出最合理的拼版。
隨著技術的發展，不等厚音板出現在我們的視野，根據音板的傳聲速度和能量損耗，在鋼琴中劃分的高、中、低三個音區，三個音區音板的厚度各不相同。KAWAI新K系列的鋼琴設計出一種厚薄不一的錐度音板，音板是在科學的物理分析和調音技術人員的感性分析基礎上進行設計的，使所有音域均能獲得豐富的音量，新K系列在不振動的前弦區植入了特殊的弦軸，能夠輕松發出“泛音共鳴”，使鋼琴的音色更加豐富而明亮?！傍P凰”系統鋼琴的出現，是技術人員長期研究的一項創舉，鋼琴使用了名“鳳凰”的共鳴系統專利，材料先進，生產工序簡化，木材使用也減少，保持音色完美是這架琴秉承的原則，“鳳凰”專利使用的音板厚度比傳統音板更薄，僅需要5mm左右，音板始終保持平面狀態，音板框沒有弧度，省略了肋木在共鳴盤上的使用，實現音板無載荷運動。目前，技術人員又研發了碳纖維音板，聲音傳導性更強，厚度僅為1.5mm左右。除共振板之外，音板框、肋木等音板上的零部件，也是改善音質的重要因素，本論文不做詳細論述。
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云杉，銀杉是生產鋼琴音板的最佳木材，但生長速度非常慢，既要解決資源匱乏的問題，又不能影響鋼琴質量，人們開始考慮尋找可以用來代替的木材。泡桐一般用于制作民族樂器，像琵琶、古琴、月琴等，于是，我國一些學者提出，是否能用泡桐制作鋼琴的音板，并為此做了相關的調查研究，曾與云杉進行對比試驗，結果表明，當以7.5mm～8mm厚的泡桐木材做音板時，九尺三角琴的音質效果是良好的，是制作樂器的良材?！傍P凰”專利使用的音板材料可以是云杉，也可以是紅松、泡桐等，但厚度僅需要5mm左右，傳統鋼琴音板厚度為8～10mm，這大大節省了材料。碳纖維音板的出現，是人們研究的一大創舉，厚度僅為1.5mm左右，碳纖維材料，具有很高的強度和穩定性，碳纖維音板適應任何氣候不會開裂。碳纖維音板的最大優點在于很容易震動，來自琴弦一點點的震動就能啟動碳纖維音板共振。這對鋼琴制造來說是一重要因素，采用碳纖維音板技術可以節省大量木材降低鋼琴制造成本，且具有環保等優勢。
目前，應用最廣泛的還是復合音板，復合音板即買即做，成本低，資金周轉靈活，雖然現階段復合音板還不能很好的代替優質實木音板，但經過技術人員的不斷探索和研究，不斷改良和優化，這種低成本高效率的材料會加大投入到鋼琴市場當中，為尋找鋼琴音板的代替開辟了新的方向。
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