Các thành phần phức tạp cho sự hài hòa hoàn hảo - in nhanh chóng và giao hàng tận nơi

• Những gì cần thiết: Linh kiện cho hộp búa của đàn piano
• Quy trình sản xuất: Thiêu kết laser chọn lọc với bột SLS
• Yêu cầu: Các bộ phận vừa vặn, ma sát thấp và chống mài mòn
• Vật liệu: iglidur i3
• Ngành công nghiệp: Ngành công nghiệp âm nhạc
• Thành công thông qua sự hợp tác: sản xuất các bộ phận chức năng tùy chỉnh tiết kiệm chi phí, cải thiện khả năng chống ẩm và thời tiết, độ bền

Ứng dụng nhìn tổng quan:
Trong sản xuất đàn piano truyền thống, hầu hết các thành phần đều được làm bằng gỗ. Để chống lại sự nhạy cảm của gỗ với những thay đổi về độ ẩm hoặc nhiệt độ phòng, Phoenix Pianos đã phát triển hệ thống búa D3D dưới dây cáp của Richard Dain. Hoạt động búa, chịu trách nhiệm tạo ra âm thanh, bao gồm hầu như chỉ sợi carbon và nhựa trong phiên bản đã sửa đổi. Nhựa iglidur i3 hiệu suất cao được tối ưu hóa về mặt ma sát đã được sử dụng cho các thành phần chuyển động và cố định của vỏ búa. Búa dừng thiêu kết bằng laser cho phép tái tạo chính xác các thành phần ban đầu, cải thiện đặc tính âm thanh, tăng tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.

Gỗ là vật liệu xây dựng đóng vai trò trung tâm trong truyền thống chế tạo đàn piano kéo dài hàng thế kỷ. Đặc biệt, bộ phận búa, dùng để gõ vào dây đàn piano, đòi hỏi độ chính xác cao và do đó cần được bảo dưỡng ở mức độ cao. Độ ẩm và nhiệt độ cao của gỗ chỉ là một trong nhiều lý do khiến nhạc trưởng của công ty Phoenix Pianos của Anh tìm kiếm một giải pháp thay thế bền hơn. Tuy nhiên, các vật liệu thay thế phải đáp ứng các yêu cầu hiện có đối với các thành phần tinh xảo vừa khít với cơ chế và hoạt động với ít ma sát. Đồng thời, các bộ phận này phải chịu mức độ mài mòn cao do vô số lần nhấn phím.

Đối với vỏ búa, bao gồm một thành phần di chuyển được và một thành phần gắn vào đàn piano, igus đã có thể sản xuất một nguyên mẫu bằng quy trình phụ gia. Thay vì gỗ, iglidur i3 được tối ưu hóa cho khả năng trượt đã được sử dụng cho các bộ phận, một loại nhựa SLS chống mài mòn đáp ứng các yêu cầu về chế tạo đàn piano về mặt nhiệt độ hoặc độ ẩm. Đồng thời, in 3D cho phép sản xuất nhanh các bộ phận giống hệt nhau. Do đó, việc điều chỉnh thường xuyên để tránh các âm thanh bên không mong muốn có thể được giảm thiểu đến mức tối thiểu. Màu ngà của iglidur i3 làm tròn các bộ phận chức năng và thoạt nhìn không gợi ý đến nhựa trong cấu trúc đàn piano cổ điển.

Cơ chế mà nghệ sĩ piano tạo ra âm thanh trên đàn piano về cơ bản rất đơn giản. Mỗi phím đàn được kéo căng một dây. Nhấn một phím sẽ kích hoạt cơ chế trong đó một chiếc búa gắn vào tay cầm sẽ đập vào dây đàn tương ứng. Trong quá trình chế tạo đàn piano truyền thống, gỗ dẻ gai được sử dụng làm vật liệu cho các thành phần cố định của cơ chế búa này. Tuy nhiên, gỗ phản ứng nhạy cảm với những thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm và điều này ảnh hưởng đến âm thanh của đàn piano. Do đó, đàn piano phải được lên dây và bảo dưỡng thường xuyên. Đối với nhạc trưởng của Phoenix Pianos, Richard Dain, đây là lý do chính đáng để sửa đổi cơ chế búa. Là một kỹ sư và nghệ sĩ piano nghiệp dư, ông đặt ra cho mình mục tiêu thay thế các bộ phận bằng gỗ dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết bằng những vật liệu bền hơn mà không phải đánh đổi âm thanh. Ông đã thay thế tay cầm của cơ chế búa bằng vải sợi carbon phức tạp, rất ổn định và nhẹ cùng một lúc. Tính đồng nhất và trọng lượng nhẹ cho phép hiệu suất hạng nhất, chống chịu được khí hậu. Dain đã làm việc với nhóm in 3D tại igus ® GmbH để thực hiện các thành phần còn lại của khoang búa, bao gồm một bộ phận cố định và một bộ phận di chuyển.

Sự hợp tác của Richard Dain với nhóm in 3D tại igus GmbH đã tạo ra hệ thống búa D3D, trong đó mỗi bộ phận bằng gỗ được thay thế bằng một bộ phận bằng nhựa. Quy trình thiêu kết bằng laser giúp có thể sản xuất và thử nghiệm nguyên mẫu cho viên nang búa trong thời gian rất ngắn. Ưu điểm của quy trình này là mức độ chi tiết mà hình dạng mong muốn của các thành phần có thể được in. Với nhựa iglidur i3 được phát triển dành riêng cho thiêu kết bằng laser, Dain đã nhanh chóng tìm thấy thứ mình đang tìm kiếm. Các thành phần iglidur mới của cơ cấu búa đặc biệt chống mài mòn và hứa hẹn một thiết kế bền bỉ và nhất quán cho cơ cấu. Các thành phần của viên nang được kết nối bằng chốt kim loại, có hệ số ma sát đặc biệt thấp kết hợp với nhựa iglidur.

Hệ thống mới cũng đã chứng minh được bản thân trong các thử nghiệm thực tế: các nghệ sĩ piano so sánh sự thay đổi này với việc chuyển từ mẫu xe Ford T sang Ferrari. Sau một thời gian làm quen ban đầu, họ có thể tạo ra nhiều sức mạnh hơn với ít nỗ lực hơn và do đó tạo ra mối liên kết hoàn toàn mới với nhạc cụ.

Nhờ vật liệu iglidur i3 SLS, có thể đáp ứng, nếu không muốn nói là vượt quá, các yêu cầu đối với viên nang búa mới. Khả năng chống mài mòn cao của nhựa được thiết kế chính xác cho các ứng dụng trượt và các thành phần vẫn ổn định nhờ độ bền của vật liệu. Ngoài ra, các bộ phận vừa khít và có khả năng chống mài mòn cao hơn tới 50 lần so với các loại nhựa khác, đảm bảo chuyển động cơ học nhất quán ngay cả sau hàng nghìn lần chặn chốt.

iglidur i3 có độ bền cao và khả năng chống chịu thời tiết, và theo Dain, thậm chí có thể vượt quá tuổi thọ của chính cây đàn piano. Vì nhựa iglidur được làm giàu bằng chất bôi trơn rắn, các thành phần được làm từ nó sẽ chạy bằng chất bôi trơn và không cần bảo trì trong quá trình vận hành khô. Thêm vào đó là màu ngà của vật liệu, hỗ trợ cho vẻ ngoài tổng thể của hoạt động búa.

Việc sản xuất các thành phần tùy chỉnh từ iglidur i3 chỉ mất từ 1 đến 3 ngày và tiết kiệm từ kích thước lô 1, vì không có chi phí gia công và làm lại. Đơn hàng được đặt nhanh chóng và dễ dàng thông qua dịch vụ in 3D trực tuyến: Mô hình 3D của thành phần cần thiết có thể được tải lên dưới dạng tệp STEP thông qua cửa sổ trình duyệt. Mô hình, giá cả và thang giá tùy thuộc vào vật liệu cũng như thời gian sản xuất được hiển thị ngay lập tức. Khả năng sản xuất của thành phần trong quy trình đã chọn được kiểm tra ngay lập tức và các khu vực có vấn đề tiềm ẩn được đánh dấu. Các bộ phận đã in có thể được làm mịn, tô màu hoặc xử lý cơ học nếu cần.