Материал при изготовлении пианино

Из какого дерева делают пианино?

Быстрый ответ:

Из какого дерева делают пианино и рояли?

Наиболее часто в изготовлении фортепиано применяются следующие виды древесины.

• Опорные конструкции – сосна, бук.
• Дека — резонансовая ель, радиального распила, отобранная в соответствии со всеми необходимыми требованиями.
• Вирбельбанк – высококачественный бук и ель.
• Клавиатура — ель тангенциальной распиловки высокого качества.
• Механика – береза, бук.
• Корпус – щитовые детали из сосны или березы, обклеенные с двух сторон тонкой фанерой.

Максимальное применение древесины характерно для инструментов, изготавливавшихся до 70х годов прошлого столетия. В современном фортепиано строении все чаще используются заменители древесины, пластик и композитные материалы.

Подробный ответ:

Технологические свойства древесины характеризуют ее как материал, удобный для обработки при изготовлении деталей, узлов и инструмента в целом. Древесина обладает достаточной прочностью и сравнительно легко обрабатывается. Шпон из древесины некоторых пород имеет красивую текстуру, поэтому применяется для отделки наружных поверхностей фортепиано.

Для изготовления разных деталей фортепиано, как правило, используются определенные породы древесины.

Применение дерева в различных деталях фортепиано

Значительно, технология сборки фортепиано поменялась только в последнее время, с приходом современных материалов и способов их обработки, однако и на протяжении всех лет, начиная с изготовления первых фортепиано, изменения в технологии происходили тоже.

Неизменным остался только подход к изготовлению деки. Для ее изготовления как раньше, так и сейчас используется только музыкальная резонансная ель.

Для того чтобы исключить путаницу необходимо разделить старинные инструменты, относительно недавние пианино 50х – 90х годов прошлого столетия и современные фортепиано.

Старинное пианино	Старое пианино	Современное пианино
Опорные конструкции	Сосна, бук.	Хвойные и лиственные породы.	Хвойные и лиственные породы.
Дека	Резонансовая ель, радиального распила, отобранная в соответствии со всеми необходимыми характеристиками.	Резонансовая ель, радиального распила, отобранная в соответствии со всеми необходимыми характеристиками.	Резонансовая ель, радиального распила, отобранная в соответствии со всеми необходимыми характеристиками.
Вирбельбанк	2-х – 3-х слойный, клееный щит из бука или граба + основа из ели.	3-х – 5-и слойный, клееный щит из бука, граба, клена + основа из ели.	Многослойный (более 10 слоев), клееный щит из бука.
Басовый и дискантовый штеги	Бук 1 или 2 слоя.	Бук 1 или 2 слоя.	Многослойный (более 10 слоев), клееный брус из бука.
Клавиатура	Ель тангенциальной распиловки высокого качества, черное дерево.	Ель тангенциальной распиловки высокого качества, пластик.	Ель тангенциальной распиловки высокого качества, пластик.
Механика	Береза, бук, красное дерево.	Береза, бук, красное дерево (др. лиственные породы).	Береза, бук, красное дерево (др. лиственные породы), а так же пластик и композитные материалы.
Корпус	Щитовые детали из хвойных и лиственных пород, обклеенные с двух сторон толстым шпоном.	Щитовые детали из сосны или березы, обклеенные с двух сторон тонкой фанерой.	На большинстве фортепиано низкого и среднего класса используется МДФ и ДСП

Минимальное количество пород древесины используемых при изготовлении фортепиано 3. Сосна, бук и береза, но даже одна порода, используемая для изготовления разных деталей, может отличаться как по качеству (допустимому количеству пороков древесины, допускам по шероховатости), так и по способу предварительной распиловки древесины (тангенциальный, радиальный).

В принципе же сырьем для изготовления пианино может служить древесина различных пород: ель, бук, береза, ольха, граб, клен, груша, орех, липа.

Для облицовывания применяют строганый шпон из древесины твердых лиственных и ценных пород (ореха, красного дерева и др.).

Породы и качество древесины, применяемой в производстве фортепиано

Классификация древесных пород

Древесные породы делятся на хвойные и лиственные. К хвойным породам относятся сосна, кедр, ель, лиственница, пихта и т. п. Лиственные породы — дуб, ясень, каштан, бук, граб, клен, береза, орех, груша, тополь, липа, ольха, осина, ива, красное дерево, палисандр, лимонное дерево, черное дерево и др. Кроме того, лиственные породы делятся на мягкие и твердые.

Главный объем работ в фортепианном производстве приходится на изготовление корпуса инструмента, опорных конструкций, резонансовой деки, клавиатуры и механики при изготовлении которых применяются и хвойные породы (дека, клавиши, футор), и лиственные (механика, корпус, штеги и др. детали).

Требования

Общие технические требования к пиломатериалам для этих деталей следующие: определенная постоянная влажность древесины — 6-8% и прямослойность волокон пиломатериалов, так как это необходимое условие прочности и резонансовых качеств древесины.

Технические условия строго регламентируют при изготовлении той или иной детали возможные отклонения волокон от оси в градусах, процентах, в абсолютной величине на 1 м или на всю длину детали; ограничение количества пороков в определенных деталях и отсутствие некоторых пороков в любых деталях (гниль, червоточина, сердцевина, сучки диаметром более 25 мм).

Остальные допускаемые дефекты строго регламентированы техническими условиями;
отсутствие на пиломатериале трещин (сквозных и несквозных); наличие красивой текстуры и цвета у древесины, идущей на облицовывание пианино, с сохранением натурального цвета древесины.

К резонансовой древесине предъявляются дополнительные требования, которые определяют звукопроводность древесины (определенная ширина годичных слоев, их равномерность, постепенный переход от узких слоев к более широким и др.).

Для того чтобы снизить требования и упростить изготовление сегодня часто используются заменители древесины (МДФ, ДСП), многослойные клееные бруски или щиты вместо цельно – пиленых деталей. Встречаются даже эксперименты с декой, самой важной частью звукового аппарата.

Сверху и снизу отчетливо видны дополнительные, тонкие слои дерева.
Фото предоставил Шухрат Ризаев

Но большинство изменений в лучшую сторону сказываются только на стабильности внешнего вида, ухудшая звуковые характеристики.

Одним из примеров может быть корпус современного пианино. На старинных и старых пианино он изготавливался из дерева, покрывался тонким слоем лака и вместе с декой являлся дополнительным резонатором.

Корпуса более современных пианино сделанных из дерева, но залитых толстым слоем лака* резонировали уже не так хорошо (на это повлиял не только лак, но и размер инструментов, чем он меньше тем хуже резонанс).

Корпуса пианино из мдф, на мой взгляд, почти не участвуют в резонансе, за тембр и качество звука, из деталей корпуса, отвечает только дека пианино.

* Современные лакокрасочные материалы с относительно большой толщиной покрытия используются сегодня на всех фортепианных фабриках. Относить инструменты, отделанные такими лаками, к плохим не стоит. Если не брать в расчет механику и струны, то качество инструментов в первую очередь зависит именно от качества древесины и абсолютном соблюдении технологии изготовления фортепиано.

Детали пианино и материалы

Дека состоит из резонансового щита, склеенного из отдельных резонансовых дощечек (делянок), дополнительно связанных поперек рипками. На плоскости резонансового щита крепят дискантовый и басовый штеги. Для делянок используют резонансовую древесину. При формировании резонансового щита подбирают делянки с одинаковой шириной годичных слоев, однородного цвета и равной плотности.

Рипки

Изготовление рипок. Для придания жесткости и равномерного распределения нагрузок по всей площади деки к одной из сторон резонансового щита приклеивают рипки, которые изготавливают из резонансового рипкового пиломатериала толщиной 30—35 мм. Требования к качеству пиломатериала для рипок имеют много общего с требованиями к качеству пиломатериала для резонансового щита.

Штеги

Изготовление дискантового и басового штега. Составной частью резонансовой деки являются штеги (криволинейные бруски), которые служат опорой для струнной одежды. Чем тверже опора, тем меньше будут потери энергии колебания струн. Изготавливают дискантовые и басовые штеги из здоровой, плотной, буковой древесины радиальной распиловки.

Клавиатура

Изготовление клавиатурного щита. Для изготовления одного комплекта клавишей предварительно склеивают щит, а затем после строгания в размер по толщине распиливают его на отдельные клавиши, придавая им необходимую конфигурацию.

Щит склеивают из отдельных делянок, расположенных веерообразно за счет вставления конусообразных врезок. Такой подбор элементов щита обусловливается расположением в плане клавишей клавиатуры.

Задние концы клавишей расходятся в обе стороны. Чтобы обеспечить их прочность, направление годичных слоев в каждой клавише должно соответствовать ее форме.

Для изготовления клавиатурного щита используют доски еловой древесины тангенциальной распиловки высокого качества толщиной 30—32 мм.

Высокая требовательность к подбору древесины клавиатурного щита обусловливается необходимостью создания надежной прочности клавишей и исключения их коробления.

Ответы на частые вопросы:

Из какого дерева делают пианино

Звуковой аппарат из резонансной ели и бука, механика – бук, береза, красное дерево, при изготовлении и отделки корпуса могут использоваться те же породы, что и для изготовления мебели.

Делают ли пианино из красного дерева

Нет. Непосредственно из красного дерева пианино не делались, но часто отделывались декоративным шпоном этой породы древесины.

На отдельных инструментах можно встретить декоративные элементы, выполненные из массива красного дерева.

Иногда из красного дерева делается деревянная часть молоточков пианино или отдельные детали механизма.

Целиком из красного дерева пианино не делается.

Из какого дерева делают клавиши пианино

Основу клавиш делают из ели. На старинных инструментах накладки полутонов (черные клавиши) делались из черного (эбенового) дерева, сегодня эти накладки делают из пластика.

Источник

Устройство пианино

Из многочисленных разновидностей фортепиано, существовавших с момента возникновения этого вида струнного клавишного ударного инструмента (начало XVIII века), до наших дней дошло только две: рояль и пианино. Об устройстве рояля мы говорили в предыдущей заметке, настало время понять устройство пианино.

Рояль и пианино

Рояль можно считать прямым продолжением развития молоточкового фортепиано. В нем сохранились многие отличительные признаки характерные его предшественникам: крыловидный корпус и горизонтальное расположение струн, конструктивные особенности механики и др.

Пианино же было почти изобретено заново – на рубеже XVIII-XIX веков филадельфийским мастером Джоном Айзеком Хокинсом (Hawkins). Правда, пианино имело богатую предысторию в виде различных форм вертикальных клавиров, начиная от так называемого клавицитериума (клавесин с вертикально расположенными струнами и корпусом, XVI в.) и заканчивая разнообразными формами фортепиано конца XVIII века (т.н. «пирамидальные», «жирафовые» фортепиано и т. п.)

Главное конструктивное отличие пианино заключается в вертикальном расположении струн, деки и механики. И, как следствие, – малые габариты и компактность, удобство вписать инструмент в интерьер, относительно дешевое производство и, соответственно, умеренная стоимость. Одним словом, само название инструмента говорит за себя: «пианино» с итальянского pianino – как уменьшительная форма от piano[forte]. Лайт версия фортепиано.

Устройство пианино будем рассматривать по шести главным составляющим: Клавишный механизм, Резонансная дека, Стальные струны, Чугунная рама, Деревянный корпус и Педали.

Клавишный механизм

Клавишный механизм пианино состоит из собственно клавиш (как правило, их 88, хотя может быть и 85), молоточков, демпферов и системы передаточных рычагов – так называемой фортепианной механики. Как и в рояле механика пианино занимает ключевое значение в устройстве инструмента, делая из него форте-пиано, т.е. инструмент способный передавать различные динамические оттенки, плавно переходить от forte к piano и обратно.

При этом конструкция механики по своей сложности (обилию деталей, частей и различных используемых материалов) может лишь немногим уступать рояльной. Так, к примеру, в нажатии клавиши пианино принимает участие коло 70 деталей, при этом в общей сложности в механике пианино можно насчитать до 6000 частей.

Современная механика пианино была разработана лондонским мастером Робертом Уорнумом (Wornum), получившим патент в 1842 году, этот год можно считать моментом рождения современного пианино.

Все особенности механики пианино, как и следовало того ожидать, связаны с вертикальным ее расположением. При этом, так же как и в рояле, в ней присутствуют все основные элементы первого молоточкового фортепиано работы легендарного итальянского мастера Бартоломео Кристофори, создателя знаменитого Gravecembalo col piano e forte.

Особенностью механики пианино помимо всего прочего стало использование специальных оттягивающих ленточек (бентиков), обеспечивающих с одной стороны связь фигуры и шпиллера, с другой – правильную репетицию молотка; а также устройство системы демпферов.

Ниже приводится подробное описание работы механики пианино.

При нажатии на клавишу ее задняя часть поднимает фигуру молоточкового механизма (1) вверх вместе с подвижно закрепленным на ней шпиллером (2). Шпиллер передает движение еще выше – на шультер (3), в результате чего молоточек (4) начинает движение в сторону струн.

Непосредственно перед самым моментом удара молоточка по струнам передача силы удара с клавиши через фигуру и шпиллер на шультер прерывается. Это происходит благодаря короткому плечу шпиллера (5), заставляющему шпиллер (2) отклониться и выйти из-под шультера (3), в то время как клавиша, на которую мы нажали, продолжает движение вниз.

Ударив по струнам, молоточек отскакивает назад и где-то после трети обратного пути он подхватывается фенгером (7) за контрфенгер (6) расположенный на шультере. Этому движению назад способствует предварительно натянутая пружина шультера (8). Бентик (9) соединяет шлейф бентика (10) с контрфенгером (6).

Репетиционные возможности механики пианино отличаются от таковых в рояльной механике, помимо всего прочего тем, что клавишу пианино нужно полностью отпустить, прежде чем можно будет осуществить следующий удар. Именно поэтому пианисты предпочитают играть на рояле, механика которого оснащена механизмом двойной репетиции. Правда, в наше время был создан ряд новых конструкций, в которых почти все пружины механики пианино заменяются магнитами. В результате чего удалось получить выразительное туше и хорошую репетицию, существенно приблизив тем самым игру на пианино к роялю, у некоторых производителей такая механика пианино прямо называется рояльной.

Демпфирующий механизм располагается под молоточками перед струнами. Пружина демпфергальтера (11) обеспечивает достаточное давление прижима, чтобы заглушить звучание струн. На верхнем конце демпфергальтера располагается демпферная колодочка (12). Сила удара по клавише передается через фигуру (1) и демпферную ложку (13) на нижний конец демпфергальтера, в результате чего демпферная колодочка отходит назад, позволяя струнам резонировать.

Описанная система демпферов, так называемая нижнедемпферная, была изобретена уже в первой половине XIX века. Сегодня она используется во всех механиках пианино. Ранняя форма системы демпферов, которая правда применялась вплоть до 20-х годов XX века, имела название верхнедемпферная. В этой системе демпферная колодочка располагалась над молоточком в верхней точке струнного хора, и как следствие система отличалась весьма посредственным глушением, что особенно заметно при игре стаккато.

Вот видео, на котором наглядно показано, как работает механика пианино:

Резонансная дека

Резонансная дека обеспечивает силу и богатство звучания пианино. Представляет она собой деревянный щит, который располагается под струнами инструмента, внутри его корпуса, приклеенный к футору. Дека пианино изготавливается из ели (бывают, правда, исключения). Необходимый размер деки получается за счет склеивания дощечек ели в прямоугольный щит, толщина которого около 1 см.

Для того, чтобы обеспечить сопротивляемость натяжению струн (в пианино оно достигает 16 тонн), а также для распределения энергии колебаний по всей площади резонансной деки, последней придают куполообразность с обращением в сторону струн, за счет приклеивания специальных ребер жесткости «рипок», которые застругиваются по приклеиваемым поверхностям дугообразно, чтобы придать деке необходимую форму, и сужаются к концам, чтобы придать ей эластичность.

Еще к деке приклеивается «штег» – подставка для струн, посредством которой колебание от последних передается уже самой деке. Особенность басового штега пианино, как и малых роялей, заключается в наличии так называемого мостика штега, за счет которого удается значительно выше перенести точку соприкосновения штега с декой от края последней (невыгодного в плане резонанса места). Сам штег может быть изготовлен как из массивной древесины, так и из многослойной.

Стальные струны

Источником звука в пианино являются стальные струны. Совокупность струн каждого отдельного тона принято называть «струнным хором», при этом в пианино вверх по диапазону, как правило от нот e-es (в малогабаритных может быть от gis) хор состоит из трех струн, в нижнем регистре – по две, а самые низкие ноты имеют в хоре всего лишь по одной струне. Современная стальная проволока обладает очень высоким качеством по всем параметрам: прочность, чистота поверхности, упругость и однородность.

Чтобы не делать струны для низких звуков чрезмерно длинными, используют так называемые витые струны – на тонкую основную струну (керн) навивают мягкую медную проволоку. В результате чего достигается толщина необходимая для получения низких звуков, при этом сохраняется необходимая эластичность струн.

В общей сложности струнная одежда пианино будет насчитывать около 2.5 кг стальной и 3 кг медной проволоки.

Струны, проходя через штег, одним концом закрепляются на настроечном колке (вирбеле), другим – на рамном штифте. Рабочий участок струны ограничиваются с одной стороны струнным порожком (клангштабиком) с прижимным каподастром или аграфом, с другой – штегом.

С середины XIX века, для более рационального использования пространства внутри инструмента, а также для равномерного распределения натяжения по поверхности рамы, струны стали протягивать крест-накрест друг над другом. В рояле это нововведение стало применяться с середины XIX века, в пианино же перекрестная система стала использоваться только спустя многие десятилетия позже, поскольку ее применение на первых порах серьезно ухудшало акустические свойства инструмента.

Чугунная рама

Чугунная рама – одна из важных составных частей пианино. Ее основная функция заключается в том, чтобы принимать на себя суммарное натяжения струн инструмента, которое в пианино может превышать 16 тонн.

Первоначально эту роль своеобразного остова инструмента выполнял футор, но постепенно рама все больше и больше стала принимать на себя силу натяжения струн. Первое время чугунная рама была упорной, без верхней обвязки, доходила только до вирбельбанка. С 1930 года появились конструкции так называемых «панцирных» рам для пианино, позволяющих вовсе отказаться от футора, за счет чего удалось существенно уменьшить глубину инструмента.

Вес чугунной рамы пианино может достигать 80 кг.

Деревянный корпус

Деревянный корпус пианино вмещает в себя все перечисленные до этого компоненты. Состоит он из футора с приклеенными к нему сторонками и цокольным полом, и всех съемных деталей.

Футор представляет собой стабильную деревянную основу инструмента, включает в себя балки и шпрейцы футора (массивные распорки), постель деки (кромка футора для приклеивания деки). Служит местом крепления деки и чугунной рамы. Как правило, футор пианино изготавливается из сосны, постель деки из бука или граба.

Помимо прочих важных компонентов пианино, расположенных в его корпусе, здесь же к футору приклеивается и так называемая колковая доска (вирбельбанк), с просверленными в нем отверстиями и вбитыми в них настроечными колками (вирбелями), поворачиванием которых производят настройку инструмента. Современный вирбельбанк склеен минимум из трех или пяти слоев твердой древесины.

Поскольку фортепиано является в некотором смысле и предметом интерьера, наружная отделка корпуса пианино, его оформление часто несут на себе элементы дизайна и воплощение смелых художественных замыслов. Такой подход существовал всегда, хотя с середины XIX века и особенно в XX веке инструменты стали приобретать более скромную и строгую внешность. На сегодняшний день некоторые фирмы могут изготовить корпус инструмента по эскизам самого покупателя.

Педали

Педали пианино представляют собой устройства рычажного типа, управление которыми осуществляется ногами. Первым, кто был упомянут в связи с изобретением педалей фортепиано, был Адам Бейер из Лондона, который в 1781 году получил патент на педаль «форте» (правая педаль).

Современное пианино в большинстве своем имеет две или три педали.

Правая педаль отодвигает весь комплект демпферов от струн, так что после отпускания нажатых клавиш соответствующие струны продолжают звучать, при этом все остальные неприглушённые струны начинают резонировать, что делает звучание более полным. Поэтому правую педаль не совсем верно еще называют педалью «форте».

Левая педаль сдвигает молоточки к струнам примерно на одну треть или половину их хода, сокращая между ними расстояние. Таким образом уменьшается сила удара молоточков по струнам и облегчается игра пианиссимо. В отличие от рояля, использование левой педали на пианино не влияет на тембр.

Средняя педаль может иметь разные функции. В большинстве случаев она управляет модератором, но также это может быть и педаль «состенуто», хотя подобная функция в пианино встречается достаточно редко.

Модератор представляет собой полоску мягкого войлока, вдвигаемого между молотками и струнами, за счет чего происходит существенное глушение звука, которое может пригодиться, например, во время упражнений. Педаль «состенуто» служит для фиксации в приподнятом состоянии той части демпферов, которая уже была приподнята к моменту нажатия педали.

В некоторых пианино с верхнедемпферной системой можно было с помощью педали сдвигать в сторону всю механику (кроме демпферов), в результате чего молоточки ударяли не по всем струнам хора, как это происходит в современном рояле.

Раньше нередко в пианино использовался так называемый клавесинный эффект, также управляемый педалью. При нажатии педали короткие полоски фильца с укрепленными на их концах латунными скобками помещались между струнами и молоточками.

Схема устройства пианино

1. Механика
2. Резонансная дека
3. Стальные струны
4. Чугунная рама
5. Боковая стенка
6. Шпрейцы футора
7. Педали
8. Штег дискантовый
9. Штег басовый с мостиком
10. Рамные штифты
11. Рипки
12. Клангштабик с прижимным каподастром
13. Вирбельбанк (на рисунке находится за панцирной рамой)
14. Ролик или опорная колодка
15. Клавиатурный клап
16. Консоль
17. Крышка
18. Клавиатура
19. Вирбели

Источник