CN202512861U - 实木碳纤维布复合音板 - Google Patents

Abstract

实木碳纤维布复合音板属于一种乐器音板；该音板包括上表板、下表板以及夹在上表板和下表板中间的芯板，还包括夹在上表板和芯板中间的上层碳纤维布，夹在下表板和芯板中间的下层碳纤维布；该复合音版不仅能够提高音板的尺寸稳定性与发音效果稳定性、改善音板在各个方向的振动传播均匀性，而且能够提高音板的力学强度、降低音板的制造成本。

Description

实木碳纤维布复合音板

技术领域

实木碳纤维布复合音板属于一种乐器音板，尤其涉及一种钢琴音板。

背景技术

共鸣音板是钢琴重要部件，起到对琴弦振动声音的共振、美化与辐射作用。传统的钢琴实木音板主要有两种：第一种是实木音板，这种音板是由松科云杉属木材的径切板条斜向胶拼，再定厚砂光而成，这种音板在选材上要求极其苛刻，如对木材所含的天然缺陷数量、木材间的纹理色差、木材的生长轮宽度与变异系数等有极高的要求，而且该音板的尺寸稳定性较差。第二种是三层实木复合音板，这种音板是以云杉属或冷杉属木材的径切板，或泡桐、椴木木材板条按一定角度胶拼成芯板，再在芯板上下表面按一定角度胶贴云杉属木材的径切单板。三层实木复合音板相对于实木音板的芯板选材要求有所降低，在尺寸稳定性方面也有所提高，但仍存在木材出材率低、整块音板振动均匀性差等缺点。目前，人们又开发了碳纤维材料音板，或由纯粹的碳纤维板构成，或在碳纤维板的上下表面粘贴木材单板，无论无论哪种碳纤维材料音板，虽然具有很好的振动传导性及力学性能，但在音色上均与实木音板或实木复合音板具有较大的差距。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术中的问题，设计提供一种实木碳纤维布复合音板，该复合音版不仅能够提高音板的尺寸稳定性与发音效果稳定性、改善音板在各个方向的振动传播均匀性，而且能够提高音板的力学强度、降低音板的制造成本。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种实木碳纤维布复合音板，包括上表板、下表板以及夹在上表板和下表板中间的芯板，还包括夹在上表板和芯板中间的上层碳纤维布，夹在下表板和芯板中间的下层碳纤维布。

上述实木碳纤维布复合音板，所述的上表板、上层碳纤维布、芯板、下层碳纤维布以及下表板之间均为胶联粘结。

上述实木碳纤维布复合音板，所述的上表板以及下表板由径切云杉属木材单板分别按与音板长边保持35~60°的倾斜角度拼接而成；芯板由云杉属、冷杉属、椴木或泡桐木材板条按其纹理方向与音板长边相垂直方式或平行方式或斜向方式拼接而成。

上述实木碳纤维布复合音板，所述的上层碳纤维布以及下层碳纤维布是平纹布或斜纹布或纵横编织布。

上述实木碳纤维布复合音板，所述的上表板的厚度为0.5-1.5cm；下表板的厚度为0.5-1.5cm。

上述实木碳纤维布复合音板，所述的芯板厚度为5.0-8.0cm。

上述实木碳纤维布复合音板，所述的上层碳纤维布厚度为0.1-0.5mm；下层碳纤维布厚度为0.1-0.5mm。

同现有技术相比，本实用新型的复合音板增加了夹在上表板和芯板中间的上层碳纤维布，以及夹在下表板和芯板中间的下层碳纤维布，这种设计使本实用新型具有以下优点：

1、具有更好的尺寸稳定性，提高了音板的发音效果稳定性。

2、提高了木材横纹理方向的振动传播速度，改善了整块音板的振动均匀性。

3、提高了音板的力学强度。与碳纤维板音板相比较，具有更好的振动音色与振动灵敏度。

另外，本专利与传统实木音板及三层实木复合音板的比较如下：

碳纤维材料的优点：

1.具有很高的强度、弹性模量，而又具有较小的密度，即高强轻质，通用型碳纤维强度为1000 MPa、模量为100GPa左右。高强型碳纤维强度2000MPa、模量250GPa，高模型碳纤维模量300GPa以上。超高强型强度大于4000MPa；超高模型模量大于450GPa。一般碳纤维的密度为1750 kg/m3。因此，一般碳纤维材料的比弹性模量达到50以上，为木材的1倍以上。

2.碳纤维材料的耐水性能高，几乎不会出现干缩湿涨现象。

木材的缺点：

1、木材具有很大的各项异性，顺纹理与横纹理方向的弹性模量差异很大，如表中的鱼鳞云杉木材，顺纹理的弹性模量值为11.55GPa，而横纹理只有0.26GPa。

2、木材具有干缩湿涨特性，而不同方向的干缩湿涨率有很大的差异，这也是音板容易开裂的原因所在，下表列出了几种木材的干缩率。从表中可以看出，木材的径向与弦向干缩率有很大的差异。

 

因此，本专利还具有如下优点：

通过实木与碳纤维材料的复合，可改善木质音板的以下几个方面的性能：

1.可提高音板的弹性模量：通过碳纤维材料的增强，可大大提高木材的弹性模量，顺纹的弹性模量增加了40~50%，横纹的弹性模量增加了60~100%。

2.可提高音板的比弹性模量：比弹性模量是反应木材声学性能的重要指标，声学性能好的木材要求具有更高的比弹性模量值。碳纤维材料具有很高的比弹性模量，普通碳纤维材料的比弹性模量在木材的2倍以上，通过实木与碳纤维材料的复合可显著提高音板的比弹性模量值，在数值上，增加了1.5~2.0倍。

3.可提高音板的尺寸稳定性，降低音板开裂风险：由于碳纤维材料具有很高的耐水性能，其尺寸几乎不随外界环境的温湿度变化而变化，在很大程度上限制了音板中木材部分的变形与开裂。随空气温湿度变化，实木碳纤维布复合音板在横纹理方向的变形量只有实木音板及三层实木复合音板的1/5~1/4。

附图说明

图1 是实木碳纤维布复合音板的结构示意图。

图2是上表板的结构示意图，其中的斜线是相邻两块单板的拼接缝。

图中：1芯板、2a上层碳纤维布、2b下层碳纤维布、3a上表板、3b下表板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施例做进一步详细描述。

实施例一：

一种实木碳纤维布复合音板，参照图1，它包括上表板3a、下表板3b以及夹在上表板3a和下表板3b中间的芯板1，还包括夹在上表板3a和芯板1中间的上层碳纤维布2a，夹在下表板3b和芯板1中间的下层碳纤维布2b，如图1所示；上表板3a、上层碳纤维布2a、芯板1、下层碳纤维布2b以及下表板3b之间均为胶联粘结；其中，上表板3a以及下表板3b均由径切云杉属木材单板拼接而成，它们的纹理方向相同，均与音板长边逆时针方向成35-60°角，参照图2，其中，x方向为音板的长边方向；y方向为音板的短边方向；φ=35~60°；芯板1由10cm宽的云杉属木材板条按其纹理方向与音板长边相垂直方式拼接而成；上层碳纤维布2a以及下层碳纤维布2b是平纹布。

构成实木碳纤维布复合音板的五层板中，上表板3a和下表板3b的厚度相同，为1.0cm；芯板1的厚度为6.0cm；上层碳纤维布2a和下层碳纤维布2b的厚度相同，都为0.3mm。

实施例二：本实施例与实施例一的不同之处在于，上层碳纤维布2a以及下层碳纤维布2b都是斜纹布。上表板以及下表板的木材单板都与音板长边保持40°的倾斜角度。芯板的厚度为5.5cm，上表板及下表板的厚度都为0.6cm，上层碳纤维布和下层碳纤维布的厚度都为0.2mm。

实施例三：本实施例与实施例一的不同之处在于，上层碳纤维布2a以及下层碳纤维布2b都是纵横编织布。上表板以及下表板的木材单板都与音板长边保持45°的倾斜角度。芯板的厚度为6.5cm，上表板及下表板的厚度都为1.4cm，上层碳纤维布和下层碳纤维布的厚度都为0.4mm。

实施例四：本实施例与实施例一的不同之处在于，上表板以及下表板的木材单板都与音板长边保持50°的倾斜角度。上表板及下表板的厚度都为1.2cm。芯板的厚度为7.0cm，上层碳纤维布和下层碳纤维布的厚度都为0.35mm。

实施例五：本实施例与实施例一的不同之处在于，上表板以及下表板的木材单板都与音板长边保持36°的倾斜角度。芯板1的厚度为7.5cm；上层碳纤维布和下层碳纤维布的厚度都为0.25mm。

实施例六：本实施例与实施例一的不同之处在于，上表板以及下表板的木材单板都与音板长边保持58°的倾斜角度。上层碳纤维布和下层碳纤维布的厚度都为0.12mm。

Claims (8)

1. 一种实木碳纤维布复合音板，包括上表板(3a)、下表板(3b)以及夹在上表板(3a)和下表板(3b)中间的芯板(1)，其特征在于还包括夹在上表板(3a)和芯板(1)中间的上层碳纤维布(2a)，夹在下表板(3b)和芯板(1)中间的下层碳纤维布(2b)。

2.根据权利要求1所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述的上表板(3a)、上层碳纤维布(2a)、芯板(1)、下层碳纤维布(2b)以及下表板(3b)之间均为胶联粘结。

3.根据权利要求1所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述上表板(3a)以及下表板(3b)由径切云杉属木材单板分别按与音板长边保持35-60°的倾斜角度拼接而成。

4.根据权利要求1所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述芯板(1)由云杉属、冷杉属、椴木或泡桐木材板条按其纹理方向与音板长边相垂直方式或平行方式或斜向方式拼接而成。

5.根据权利要求1所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述的上层碳纤维布(2a)以及下层碳纤维布(2b)是平纹布或斜纹布或纵横编织布。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述的上表板(3a)的厚度为0.5-1.5cm；下表板(3b)的厚度为0.5-1.5cm。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述的芯板(1)厚度为5.0-8.0cm。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的实木碳纤维布复合音板，其特征在于所述的上层碳纤维布(2a)厚度为0.1-0.5mm；下层碳纤维布(2b)厚度为0.1-0.5mm。

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