Изготовление музыкальных инструментов посредством трехмерного моделирования, аддитивных и лазерных технологий | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 22 августа, печатный экземпляр отправим 9 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Малюкова, М. Ю. Изготовление музыкальных инструментов посредством трехмерного моделирования, аддитивных и лазерных технологий / М. Ю. Малюкова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 27.1 (317.1). — С. 59-61. — URL: https://moluch.ru/archive/317/72446/ (дата обращения: 08.08.2020).



Проект направлен на разработку технологического процесса изготовления струнного музыкального инструмента на примере изделия «Электрогитара».

Ключевые слова: аддитивные технологии, лазерные технологии, трехмерное моделирование, электрогитара, сфера музыкальных инструментов.

Музыка всегда привлекала нестандартных личностей, благодаря чему мы имеем множество удивительных произведений, исполненных с помощью музыкальных инструментов. Сейчас многих людей привлекает возможность легко научиться владеть тем или иным инструментом, занимаясь по учебным пособиям в интернете, но не все могут позволить себе подходящий именно для них. Дело может быть в цене, либо таких инструментов просто не существует. Например, изготовить гитару вручную занимает много времени, денег и сил. Появилось неплохое решение в области струнных инструментов, а именно — создавать их с помощью трехмерного моделирования, аддитивных и других вспомогательных технологий (лазерных, фрезерных и так далее). С их помощью возможно создать практически любую форму для корпуса укулеле, электрогитары или даже электроскрипки. К тому же сокращается время их создания, появляется возможность привнести любые изменения в модель перед печатью, и тем самым создать абсолютно уникальный музыкальный инструмент.

В сфере продажи музыкальных инструментов присутствует не так много инструментов, сделанных с помощью аддитивных технологий, так как существует предубеждение на их счет — они будут звучать хуже. Это миф. Главное в электрогитаре — качество используемых звукоснимателей и удобство игры на ней. Материал важен в изготовлении акустических гитар, но не электрических. Имеющиеся на рынке дизайнерские электрогитары, построенные данной технологией, стоят очень дорого, от двух-трех тысяч долларов.

Электрогитара — разновидность гитары с электромагнитными звукоснимателями, преобразующими колебания металлических струн в колебания электрического тока. Электрогитары предназначены для исполнения на них музыкальных произведений разнообразной стилистики, ведь типы электрогитар различаются как по внешнему виду и удобству, так и по звучанию.

Суть применения аддитивных технологий в изготовлении электрогитар в том, что их можно будет сделать абсолютно уникальными и удобными заказчику. В данной электрогитаре было решено совместить две самые знаменитые гитары — взят корпус типа Les Paul и гриф типа Stratocaster. Тем самым была создана гибридная электрогитара.

Гриф Stratocaster несколько тоньше, чем у Les Paul, и предпочитается некоторыми гитаристами с небольшими руками. Благодаря слегка изогнутому грифу он чувствуется более округлым и комфортным для некоторых игроков. Другое существенное отличие заключается в том, как гриф каждой гитары соединяется с корпусом. Stratocaster имеет прикрученный гриф, соединенный с корпусом с помощью болтов, это значительно упрощает производство и обеспечивает прочное соединение.

Электрогитара Stratocaster

Рис.1. Электрогитара Stratocaster

Корпус Les Paul имеет красивую лаконичную форму, которая была удобна для реализации тех конструкторских решений, что были применены в проекте.

Электрогитара Les Paul

Рис.2. Электрогитара Les Paul

Анализ конструкции. Электрогитара Rat Guitar состоит из шести частей корпуса, двух панелей из оргстекла, двух панелей звукоснимателей, двух задних панелей, панели для джека, двух держателей ремня, темброблока, звукоснимателей, ручек потенциометров, грифа, гаек, болтов, струнодержателя, бриджа, колков и струн.

Части корпуса, держатели ремня, панели звукоснимателей и для джека печатались на 3D принтере различными пластиками: PLA, BFWood (композитный пластик с добавлением древесины), BFBronze (композит с добавлением бронзы).

Остальные составляющие данной электрогитары приобретались в музыкальном магазине, так как нет возможности изготовить их самостоятельно.

Программное обеспечение. Для создания трехмерных моделей использовалась программа Autodesk Inventor 2020. Детали, что необходимо было напечатать на 3D принтере, проходили так же через программу Slic3r, в которой происходил слайсинг, т. е. деление модели на слои, и создание G-кода. Контур панелей из оргстекла и рисунки на них создавались в программе CorelDRAW и затем через программу CNC Laser обрабатывались на лазерном станке.

Изготовление деталей. Для изготовления деталей аддитивным методом в проекте была выбрана технология FDM, так как она является наиболее доступной, простой в работе и экономически выгодной. Использовались 3D принтеры Hercules и Felix. Лазерная резка оргстекла для изготовления панелей проводилась на лазерном станке модели WATTSAN 6040. Сверление необходимых отверстий получали при помощи дрели-шуруповерта Metabo PowerMaxx BS. А части, нуждающиеся в спайке, спаивались паяльной станцией Lukey 70. Необходимая постобработка деталей проводилась как механическая при помощи шлифовального станка ЗУБР ЗШС-500, так и ручная при помощи наждачной бумаги, напильников, алмазных надфилей и растворителя дихлорметан.

Этапы изготовления Электрогитары представлены на рисунке 3.

Этапы технологии изготовления Электрогитары

Рис.3. Этапы технологии изготовления Электрогитары

Исследование и его результаты. Проект является музыкальным экспериментом: как по конструкции, так и по звучанию гитара отличается от многих традиционных гитар, представленных на рынке, а инструменты, изготовленные посредством аддитивных технологий, являются дизайнерскими и потому стоят довольно дорого, не учитывая даже транспортировку из другой страны. Например, такие дизайнерские электрогитары, изготовленные посредством аддитивных технологий, как: ODD Guitars Americana ($4 000), ODD Guitars Atom ($3 500), ODD Guitars Steampunk ($4 000), Customuse RodeoMuse (£1 500).

Исходя из сравнительного анализа дизайнерских электрогитар, можно сказать, что Rat Guitar (название электрогитары данного проекта) как минимум дешевле. Ее себестоимость составляет примерно 18 тысяч рублей, в то время как самая дешевая электрогитара, представленная в списке, стоит 1500 фунтов стерлингов, что на перевод в российские рубли составляет около 120 тысяч.

Причина сравнительный дешевизны в выбранных технологиях и материалах. FDM технология является самой дешевой и простой в использовании, материалы для нее стоят так же недорого, и их легко приобрести.

Электрогитара Rat Guitar

Рис.4. Электрогитара Rat Guitar

Опрос. Среди разного типа и возрастов людей был проведен опрос в Google форме на тему «Струнные музыкальные инструменты, напечатанные на 3D принтере, — интересный эксперимент или пустая трата пластика?». С его помощью необходимо было установить, интересны ли людям такого рода модификации электрогитар, какие материалы им нравятся, верят ли они в возможность продажи подобных инструментов и так далее. По итогам опроса можно сделать вывод, что многим эта идея кажется интересной и вполне реальной. В большей степени это молодое поколение, которому интересны эксперименты.

Итоги. Все поставленные в проекте цели были достигнуты: создана полностью функционирующая электрогитара посредством аддитивных и лазерных технологий, было установлено, что данный эксперимент интересен людям: как музыкантам, так и обычным любителям музыки. Из задач был разработан технологический процесс изделия. Также в планах реализация Start-Up’а и реклама изготовленной электрогитары. Сейчас Start-Up находится только в стадии зарождения.

Эксперимент оказался успешным: как по звучанию, так и по эстетическому виду электрогитара Rat Guitar не уступает тем, что представлены на рынке, изготовленным посредством аддитивных и традиционных технологий.

Литература:

  1. Кох М. Изготовление электрогитары / М.Кох. — 2001. — 141 с.
  2. Зиновьев Д. В. Проектирование в Autodesk Inventor / Д. В. Зиновьев. — М.: ДМК-Пресс, 2017. — 256 с.
  3. Кавасаки Г. Стартап / Г. Кавасаки. — 2010. — 250 с.
Основные термины (генерируются автоматически): ODD, электрогитара, FDM, инструмент, помощь, держатель ремня, WATTSAN, CNC, PLA, трехмерное моделирование.


Ключевые слова

трехмерное моделирование, аддитивные технологии, лазерные технологии, электрогитара, сфера музыкальных инструментов

Похожие статьи

Трёхмерное моделирование LEGO-роботов в Studio 2.0

Ключевые слова: трёхмерное моделирование, LEGO, Studio 2.0, образовательная робототехника.

Робототехника в образовании на сегодняшний день это инструмент научно-технического образования школьников и представляет из себя технологии интеграции...

О моделировании объектов для 3D-принтера | Статья в сборнике...

С помощью трехмерной графики можно разработать визуальный объемный образ желаемого объекта: создать как точную копию конкретного предмета, так и разработать новый, ещё не существующий объект. Когда дело доходит до моделирования 3D-файлов для принтера...

3D моделирование в промышленной сфере | Статья в журнале...

3D моделирование — это процесс создания виртуальных объемных моделей любых

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана

Благодаря многофункциональности и гибким настройкам инструментов проектирования в...

Настройка параметров Unified Bed Leveling и построение...

Данная статья посвящена теме взаимодействия с надстройкой автоуровня UBL в 3D-принтерах. В настоящей работе отображается процесс адаптации прошивки Marlin к работе с датчиком уровня и построению калибровочной сетки. Демонстрируется обучение системы...

Разработка программы-тренажера для наклонно-направленного...

Потенциальные сотрудники при помощи тренажера могут продемонстрировать свои навыки проводки горизонтальной скважины, строительства бокового ствола, бурения с аномальными условиями, а также при возникновении множества возможных рисковых ситуаций.

Оптимизация диска турбины ГТД в упругой постановке с помощью...

В статье рассмотрена оптимизация диска турбины ГТД по массе в упругой постановке в программном комплексе ANSYS Mechanical APDL. Ключевые слова: оптимизация, снижение массы, диск ГТД, упруго-пластичная задача, ANSYS Mechanical APDL.

Разработка нестандартного интегрированного урока для учащихся...

С помощью готовых интерактивных моделей, продемонстрированных на интерактивных панелях (досках) можно иллюстрировать геометрические фигуры, доказывать теоремы, определять сечения и многое другое. Но все же есть ряд задач, для решения которых...

Приложение выработки полезных привычек ToWeDo

Основной задачей проекта является создание утилитарного продукта, который функционально заменит аналогичную, но разрозненную структуру для выработки привычек. Популяризация проекта даст обществу новый инструмент для социального договора между теми людьми...

Методика создания трехмерных моделей топографических...

Трехмерноe модели также являются основой компьютерных анимации, архитектурные сквозные, параметрические модели, используемые в технологии информационного моделирования зданий (BIM) и виртуальные миры, используемые в индустрии развлечений и...

Оптимизация диска турбины ГТД в упруго-пластичной постановке...

Библиографическое описание: Махмутов, Р. Г. Оптимизация диска турбины ГТД в упруго-пластичной постановке с помощью ANSYS

Более подробно изложена программа ANSYS для создания CAD-модели конструкции, а также описана последовательность создания самой...

Похожие статьи

Трёхмерное моделирование LEGO-роботов в Studio 2.0

Ключевые слова: трёхмерное моделирование, LEGO, Studio 2.0, образовательная робототехника.

Робототехника в образовании на сегодняшний день это инструмент научно-технического образования школьников и представляет из себя технологии интеграции...

О моделировании объектов для 3D-принтера | Статья в сборнике...

С помощью трехмерной графики можно разработать визуальный объемный образ желаемого объекта: создать как точную копию конкретного предмета, так и разработать новый, ещё не существующий объект. Когда дело доходит до моделирования 3D-файлов для принтера...

3D моделирование в промышленной сфере | Статья в журнале...

3D моделирование — это процесс создания виртуальных объемных моделей любых

Трёхмерная графика активно применяется для создания изображений на плоскости экрана

Благодаря многофункциональности и гибким настройкам инструментов проектирования в...

Настройка параметров Unified Bed Leveling и построение...

Данная статья посвящена теме взаимодействия с надстройкой автоуровня UBL в 3D-принтерах. В настоящей работе отображается процесс адаптации прошивки Marlin к работе с датчиком уровня и построению калибровочной сетки. Демонстрируется обучение системы...

Разработка программы-тренажера для наклонно-направленного...

Потенциальные сотрудники при помощи тренажера могут продемонстрировать свои навыки проводки горизонтальной скважины, строительства бокового ствола, бурения с аномальными условиями, а также при возникновении множества возможных рисковых ситуаций.

Оптимизация диска турбины ГТД в упругой постановке с помощью...

В статье рассмотрена оптимизация диска турбины ГТД по массе в упругой постановке в программном комплексе ANSYS Mechanical APDL. Ключевые слова: оптимизация, снижение массы, диск ГТД, упруго-пластичная задача, ANSYS Mechanical APDL.

Разработка нестандартного интегрированного урока для учащихся...

С помощью готовых интерактивных моделей, продемонстрированных на интерактивных панелях (досках) можно иллюстрировать геометрические фигуры, доказывать теоремы, определять сечения и многое другое. Но все же есть ряд задач, для решения которых...

Приложение выработки полезных привычек ToWeDo

Основной задачей проекта является создание утилитарного продукта, который функционально заменит аналогичную, но разрозненную структуру для выработки привычек. Популяризация проекта даст обществу новый инструмент для социального договора между теми людьми...

Методика создания трехмерных моделей топографических...

Трехмерноe модели также являются основой компьютерных анимации, архитектурные сквозные, параметрические модели, используемые в технологии информационного моделирования зданий (BIM) и виртуальные миры, используемые в индустрии развлечений и...

Оптимизация диска турбины ГТД в упруго-пластичной постановке...

Библиографическое описание: Махмутов, Р. Г. Оптимизация диска турбины ГТД в упруго-пластичной постановке с помощью ANSYS

Более подробно изложена программа ANSYS для создания CAD-модели конструкции, а также описана последовательность создания самой...

Задать вопрос