Kan 3-D-printede musikinstrumenter producere bedre lyd end traditionelle instrumenter?

Musik er en kunst, men det er også en videnskab, der involverer vibrerende siv og strenge, lydbølger og resonanser. Studiet af akustik kan hjælpe videnskabsmænd med at producere smuk musik selv med musikinstrumenter designet med højteknologiske metoder, såsom 3-D print.

Xiaoyu Niu, fra University of Chinese Academy Sciences, og andre forskere undersøgte lydkvaliteten af ​​en 3-D-printet ukulele og sammenlignede den med et standard træinstrument. Niu vil præsentere gruppens resultater i en snak, "En sammenligning af lydkvaliteten af ​​PLA 3-D Print Ukulele og Single Board træ Ukulele, "ved det 178. møde i Acoustical Society of America, som afholdes 2.-6. december, på Hotel del Coronado i San Diego. Nius foredrag er en del af en session om "Generelle emner i musikalsk akustik, "afholdes fra kl. 9.00 torsdag d. 5. dec.

Ukulelen studeret af Nius gruppe blev skabt med en 3-D printer ved hjælp af en type plastik kendt som polymælkesyre, eller PLA. Dette stof er blevet ret populært til fremstilling af 3D-printede objekter, da udskrivningen kan udføres ved lave temperaturer.

Niu fundet under samme plukkekraft, træukulelen var højere end den 3-D-printede. Efterforskerne fandt også, at klangen på de to instrumenter var forskellig. Træinstrumentet udviste flere højfrekvente vibrationer end den 3-D-printede ukulele.

"Vi fandt ud af, at det A-vægtede lydtryk for det 3-D-printede instrument var mindre end det af træ, " sagde Niu. A-vægtning bruges til at tage højde for den relative lydstyrke af lavfrekvente lyde, der opfattes af det menneskelige øre.

For at forklare disse forskelle, efterforskerne udførte computerberegninger ved hjælp af en softwarepakke kendt som COMSOL. De modellerede først ukulele-formen matematisk. Brug af formler for lydresonans og akustik, de var i stand til at forklare forskellene mellem en standard træukulele og den nye højteknologiske 3-D-printede version. Niu og kolleger planlægger at fortsætte deres arbejde med at forbedre denne matematiske model yderligere.