WO2021094316A1 - Bauteil zur übertragung von akustischen wellen sowie verfahren zur herstellung eines bauteils zur übertragung akustischer wellen - Google Patents

Bauteil zur übertragung von akustischen wellen sowie verfahren zur herstellung eines bauteils zur übertragung akustischer wellen Download PDF

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WO2021094316A1
WO2021094316A1 PCT/EP2020/081651 EP2020081651W WO2021094316A1 WO 2021094316 A1 WO2021094316 A1 WO 2021094316A1 EP 2020081651 W EP2020081651 W EP 2020081651W WO 2021094316 A1 WO2021094316 A1 WO 2021094316A1
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WO
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component
area
density
acoustic waves
areas
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/081651
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Moritz Stolpe
Michael Klosch-Trageser
Nik Huber
Clemens Huber
Original Assignee
Heraeus Additive Manufacturing Gmbh
Nik Huber Guitars
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Additive Manufacturing Gmbh, Nik Huber Guitars filed Critical Heraeus Additive Manufacturing Gmbh
Publication of WO2021094316A1 publication Critical patent/WO2021094316A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D3/00—Details of, or accessories for, stringed musical instruments, e.g. slide-bars
    • G10D3/04—Bridges

Definitions

  • the invention relates to a component for the transmission of acoustic waves and a method for producing such a component.
  • Components for the transmission of acoustic waves especially for stringed instruments and especially for guitars, currently offer a characteristic sound spectrum, depending on the structure and choice of material. This applies in particular to bridge systems, bridges and / or tremolos for stringed instruments.
  • US Pat. No. 7,838,752 B2 describes a guitar bridge which is designed in several parts and in which sound parameters and properties of the acoustic waves to be transmitted are set by means of a geometric adjustment of the respective components of the bridges.
  • US Pat. No. 6,875,910 B2 also describes a guitar bridge with the possibility of fine adjustment for the individual strings. This setting takes place here by means of adjusting screws, via which a holding means of a respective string can be moved and thus a pretensioning of the string either increases or decreases.
  • One-piece guitar bridges are known from the prior art, in which the sound spectrum of all tones is adapted by the variation of the material and, for example, no individual adaptation is made possible in that only individual tones caused by the Component are transferred, are individualized.
  • the one-piece guitar bridges are often available in different materials, such as steel, brass, titanium or bronze, since such materials have a sound-influencing effect.
  • the invention is based on the object of specifying a component for the transmission of acoustic waves that can be easily and individually adapted to customer requirements.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for producing such a component.
  • the object is achieved according to the invention by a component having the features of claim 1.
  • the object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 12.
  • the task directed at the component is achieved by a component for the transmission of acoustic waves between a first body and a second body.
  • this is a component for a stringed instrument.
  • the component is a guitar bridge or a guitar bridge or a tremolo for a guitar.
  • the component according to the invention has at least a first area and a second area.
  • the two areas are connected to one another.
  • interconnected is understood to mean that the two areas are either directly, that is to say directly connected, or indirectly, that is to say indirectly, connected to one another, in order to transmit the acoustic waves.
  • the first area and the second area also have the same material, the at least one area and the second area having component densities that vary from one another.
  • the component density of the at least first area and the component density of the second area have different values.
  • the component density can vary from a microscopic point of view by introducing pores.
  • the component density can vary through structural adaptation of a geometry of the component, in particular in the different areas. This variation is used to ensure that at least one acoustic property of the transmitted acoustic waves is adapted or adaptable.
  • the component density is to be understood as the mass per volume that can be enclosed by a component shell of the component.
  • the at least one acoustic property of the transmitted acoustic wave is understood specifically, but not exclusively, for example, the frequency spectrum, sustain and / or the settling time (also referred to as "attack time").
  • the adaptation of the frequency spectrum is understood to mean how extensively the component changes the measurable frequency spectrum of the first body, in particular a guitar string.
  • sustain is understood to mean the decay behavior of a tone, i.e. how long the tone sounds audible or measurable for humans.
  • the settling time is understood to mean how quickly a tone reaches its maximum sound level.
  • the design of the component with the at least first area and the second area and especially the area-dependent and different component density make it possible to individually adapt at least one or more of the aforementioned and other not mentioned acoustic properties to the needs of the customer.
  • the density of the material which can be a metal, for example, of the at least first area and of the second area remains essentially unchanged.
  • the component according to the invention enables an overall improved or more targeted tuning of a stringed instrument for example with regard to the homogeneity of an acoustic parameter.
  • the component can also correct or compensate for weaknesses that arise at another point, for example on the first or second body.
  • the adaptation of the component according to the invention can thus take place more individually.
  • the component can be adapted by simulating the component's vibration behavior.
  • the component is monolithic, that is to say in one piece. On the one hand, this enables the component to be designed in a simple manner and, on the other hand, it ensures that the acoustic waves are transmitted without interference and thus the sound quality is increased compared to a multi-part component.
  • the component can also be designed in several parts. In other words, the component can be formed from several, in particular at least two, parts.
  • the at least first area and the second area each have a hollow structure, for example a lattice structure, the hollow structure of the at least first area preferably being different from the hollow structure of the second area.
  • the hollow structure of the respective area can form a lattice structure.
  • the hollow structure of the respective area can be formed by a single hollow space.
  • the hollow structure can form a honeycomb structure which is formed by a plurality of adjacent, in particular adjoining, hollow spaces.
  • the cavities in the component can be individually, i.e. separated from one another, or connected to one another.
  • the cavities can be enclosed in the component or open to the outside. If the cavities are enclosed in the component, they can comprise loose, unmelted, or sintered powder.
  • the varying component density can thus be achieved due to a different, intrinsic geometric configuration of the two areas.
  • the hollow structure of the respective area can have a high rigidity with a low mass.
  • the high rigidity brings about an improved coupling of the first body, in particular a guitar string, to the second body, in particular a guitar body.
  • Smaller masses have the advantage that they can be made to vibrate more quickly.
  • the at least first area and the second area are of different solidity in alternative and / or supplementary embodiments.
  • the at least first area and the second area can be of different solidity through a defined setting of the porosity of a microstructure of the respective area. This can be done through additive manufacturing, for example through selective laser melting (“Selective Laser Melting - SLM”) or electron beam melting (“Electron Beam Melting - EBM”).
  • selective laser melting Selective Laser Melting - SLM
  • Electro Beam Melting - EBM electron beam melting
  • the component can have at least two different component densities.
  • At least a third area is provided for the transmission of the acoustic waves.
  • the third area is used to specifically change the vibration behavior of the first body or the guitar string.
  • the at least third area has a component density that is different from the component density of the second area.
  • the third area can, for example, have the same component density as the at least first area or a component density different from the at least first area and the second area.
  • the design of the component in the sense of this invention is not limited to the three areas described above. Rather, the component according to the invention can also have further areas, each of which has different component densities for acoustic adaptation of the transmitted acoustic waves.
  • area groups which have the same component density as one another, but which differ from the component density of another developed area group.
  • a first area group with a first component density and a second area group with a second component density can be provided, the first component density and the second component density being different.
  • the areas of a group of areas can either be directly, that is to say directly connected to one another, or alternatively, indirectly, that is to say indirectly connected to one another.
  • an area of another area group is then arranged between two areas of another area group.
  • the arrangement and configuration variants described above can be freely combined with one another and without restriction. This makes it possible to vary not only the component density of the individual areas, but also the individual areas within the component, in order to respond individually to acoustic needs and / or requirements for the component.
  • At least the second region has a first connecting element for arrangement on the first body.
  • the second area can have at least two, in particular several, connecting elements for arrangement on the first body.
  • the at least two first bodies can have different masses.
  • the first body is preferably a string of a stringed instrument. In particular, it is a guitar string. Several strings with different masses are preferably provided. For example, a high string has a lower mass than a low string.
  • the component density of the first area and / or the component density of the second area can be configured as a function of the mass of the first body. In other words, the component density of the two areas can be matched to the mass of the first body, in particular the mass of the respective string.
  • the first connecting element is thus designed, for example, in the manner of a notch that receives and holds the string.
  • the several areas can each have a first connecting element, for example for receiving one string each.
  • the first body can be supported or received by another component, in particular a separate component.
  • the other component can be a stop tail.
  • At least the first area and the third area have a second connecting element for arrangement on the second body.
  • the second body is, for example, a guitar body.
  • the at least first area is arranged at a first end of the component and the third area is expediently arranged at a second end of the component, or vice versa.
  • the second connecting element is designed, for example, in the manner of a hole or in the form of a groove.
  • the component density of the at least first area is greater than the component density of the second area.
  • the component density of the third area is also preferably greater than the component density of the second area.
  • the component densities of the at least first area and of the third area have the same value. In this way, especially in connection with the preferred development described above, a secure arrangement of the component on the second body is ensured. Due to the higher density of the areas with which the component is attached to the second body, these areas are more resistant to mechanical forces.
  • At least the regions and preferably the entire component comprise a metal.
  • the entire component is formed monolithically from such a metal.
  • different materials and material mixtures can also be used to form the component or the different areas.
  • the metal can be a pure metal, in particular a metal with high purity, or an alloy.
  • the metal can be aluminum, titanium or brass.
  • the metal is a metallic solid glass (“Bulk Metallic Glass - BMG”).
  • the metallic solid glass can also be referred to as amorphous metal.
  • Such materials have proven to be advantageous for forming components according to the invention, as they are described in the context of this application.
  • a string instrument in particular a guitar
  • a component is claimed and disclosed, the component being the component described above for the targeted transmission of acoustic waves.
  • the object directed to the method is specifically achieved by a method for producing a component for the transmission of acoustic waves.
  • the method is, in particular, a method for producing the component described above.
  • the component can be manufactured monolithically, that is to say in one piece, additively.
  • the areas with different component densities at least one acoustic property of the transmitted acoustic waves is adapted.
  • the areas and thus the entire component are preferably made of the same material.
  • the different component densities are set by forming a hollow structure within the regions.
  • the hollow structures of the two areas preferably differ in their geometric properties in order to form the different component densities.
  • the different component densities are set by adjusting process parameters, e.g. the temperature during additive manufacturing.
  • the component is preferably produced by means of jet sintering or jet melting.
  • the component can be produced by selective laser sintering or selective electron beam sintering.
  • the component can be produced by selective laser melting or selective electron beam melting.
  • Such methods have proven to be advantageous in the field of additive manufacturing, so that conventional and thus cost-effective manufacturing methods can be used.
  • the component can be manufactured according to the invention by means of an additive manufacturing process.
  • the first area of the component is connected to the second area of the component in parallel, the two areas of the component being formed jointly by additive manufacturing.
  • This can take place in at least one common process step, in particular by means of an additive manufacturing process.
  • the first area and the second area of the component are formed simultaneously.
  • the two areas are therefore preferably connected at the same time.
  • the component can be produced by means of selective laser sintering, selective electron beam sintering, selective laser melting or selective electron beam melting.
  • additive manufacturing processes work without tools and without a mold.
  • the volume of an object is built up in layers according to a digital computer model.
  • Metallic moldings can also be produced using additive manufacturing.
  • additive manufacturing takes place via jet melting of a metal powder, which is referred to as a powder bed-based process.
  • Laser or electron beams which are used in selective laser beam melting or selective electron beam melting, are used as beam sources.
  • the material to be processed is applied in powder form as a thin layer on a base plate or on a previously deposited material layer.
  • the powdery material is locally partially or completely melted by means of laser radiation and forms a solid material layer after solidification.
  • the base plate is lowered by the amount of a thickness of the thin layer and then powder is applied again. This process cycle is repeated until the finished molded body is produced.
  • selective electron beam melting the powder is melted locally, in contrast to selective laser beam melting, by means of an electron beam.
  • the object can also be achieved by a method for additive manufacturing of a component according to the invention, in particular a metallic molded part.
  • the method comprises the following steps: a) Applying a powdery material, in particular metal, in the form of a layer on a substrate to a base plate.
  • the base plate is preferably located in an installation space provided for the manufacture of the component; b) selective melting or selective sintering of the powdery material in the applied layer by means of a laser beam or an electron beam; c) solidification of the melted material.
  • the melted material can be cooled; d) applying a further layer of the pulverulent material, in particular metal, to the previously applied layer and the solidified material of the layer; e) selective melting or selective sintering of the powdery material in the further layer by means of the laser beam or the electron beam; f) solidification of the melted material of the further layer; g) Repeating steps (d) - (g) until the component, in particular the metallic molded part, is completed.
  • the powdery material can be selectively melted using at least one laser beam.
  • selective means that, within the scope of the aforementioned additive manufacturing process, the powdered material, in particular metal, is only melted in defined, predetermined areas of the layer on the basis of digital 3D data of the component.
  • the base plate can preferably be lowered by an amount which essentially corresponds to the layer thickness of the applied powder layer.
  • the melting or sintering can take place with changing parameters during the irradiation of the layer.
  • Such parameters can be, for example, a variable radiation energy, a scan speed and / or a line density of the scans.
  • different component densities in particular on a microscopic level, can be produced within the layer.
  • the component can be formed with areas of different component density.
  • the component density can vary microscopically or macroscopically.
  • the component can have a change in density in the microscopic size range of at least 1 pm to a maximum of 200 pm. This can result from the setting of the corresponding scan parameters.
  • the component can have a change in density in the macroscopic size range of greater than or equal to 0.5 mm, or less than or equal to 10 mm. Changes in density in the macroscopic size range can also be understood as hollow structures. The size range can also be at least 0.5 mm to a maximum of 10 mm.
  • Suitable particle sizes of a metal powder in the context of an additive manufacturing process are known to the person skilled in the art or can optionally be determined by routine tests.
  • the powdery material has a Volume distribution cumulative curve with particle sizes in the range from 1 pm to 200 pm.
  • the powdery material has a volume distribution cumulative curve with a dio value of at least 2 pm and a dgo value of at most 150 pm.
  • the particle size distribution based on a volume distribution cumulative curve is determined by laser diffraction. The powder is measured as a dry dispersion using laser diffraction particle size analysis in accordance with the “ISO 13320: 2009” standard, and the cumulative volume distribution curve can then be determined from the measurement data. From the
  • volume distribution curve the values dio and dgo can be calculated in accordance with the "ISO 9276-2: 2014" standard.
  • the value “dio” means that 10 percent by volume of the particles have a diameter below this value.
  • Fig. 1 is a perspective view of a component designed as a guitar bridge according to the prior art
  • FIG. 2 shows a perspective view of a component according to the invention designed as a guitar bridge.
  • the component 2 shown in Fig. 1 is designed as a guitar bridge according to the current state of the art.
  • the component 2 is in this case monolithic, that is to say in one piece, and has at least a first area 4 and a second area 6.
  • the component 2 according to FIG. 1 has two first regions 4. The different areas are separated from one another by dashed lines in FIG. 1 for better clarity.
  • the component 2 according to the prior art according to FIG. 1 is manufactured as a solid component 2 with a uniform component density.
  • the component 2 and especially the second region 6 has a plurality of first connecting elements 8 for arrangement on a first body, not shown.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 has six first connecting elements 8.
  • the first body is, for example, a string of a guitar which is arranged on the component 2 by means of the first connecting element 8 configured, for example, as a notch.
  • the component 2 and in particular the first regions 4 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 each have a second connecting element 10 for arranging the component 2 on a second body (not shown), for example on a guitar body.
  • the second connecting element 10 is, for example, as can be seen in FIG. 1, designed in the shape of a groove.
  • a component 2 according to the invention is shown in a perspective view.
  • the component 2 according to FIG. 2 is also a guitar bridge.
  • the component 2 essentially corresponds to the component 2 according to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the component 2 according to FIG. 2 has not only at least one first area 4 and one second area 6, but also at least one third area 12.
  • the component 2 according to the exemplary embodiment according to FIG. 2 has two first areas 4, a second area 6, a third area 12, and a fourth area 14, a fifth area 16, a sixth area 18 and a seventh area 20.
  • the areas 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 are also separated from one another by a dashed line for better clarity.
  • each area 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 each have a component density that is different from one another.
  • each area 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 each area 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20.
  • the different component density is achieved in that the areas 6, 12, 14, 16, 18, 20 each have a different hollow structure 22.
  • the hollow structure 22 here forms a honeycomb structure.
  • the component 2 is also manufactured using an additive manufacturing method, for example by selective laser melting, with which hollow structures 22 of this type can be manufactured in a simple manner.
  • the component density which varies in certain areas, is achieved by setting process parameters, for example the temperature or the dwell time of a processing beam, during production.
  • process parameters for example the temperature or the dwell time of a processing beam
  • a laser melting process or a sintering process is used for the additive manufacture of the component 2.
  • the component 2 according to FIG. 2 is designed as a guitar bridge for receiving six strings. Accordingly, each of the areas 6, 12, 14, 16, 18, 20 has a first connecting element 8. Because the component density can be varied in certain areas, an individual adaptation of at least one acoustic property of each of the strings arranged on the component 2 designed as a guitar bridge is made possible. This leads to a higher degree of individualization of components 2 for the transmission of acoustic waves.
  • the areas 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 may form one or more area groups which each contain one or more of the areas 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20. It is possible here for the areas of an area group to have the same component density and thus only the component densities of the area groups differ.
  • the areas of a group of areas do not necessarily have to be arranged directly adjacent to one another. Rather, it is possible for an area of another area group to be arranged between two or more areas of one area group.
  • the two first areas 4, one of which is each arranged on the end of the component 2 have the same component density and / or the highest component density of the areas 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20.
  • the reason for this is that the component 2 is arranged in and with the two first regions 4 on the second body and must therefore be resistant to mechanical loads.
  • the two first regions 4 are also solid, that is to say not formed with a hollow structure 22, in order to further increase the mechanical stability.
  • the described configuration of the component 2 in the sense of the present description is not limited to a guitar bridge. Rather, the design can also be applied analogously to other components that (have to) transmit acoustic waves.
  • the component 2 can also be designed as a guitar bridge or as a tremolo.

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Abstract

Es wird ein Bauteil (2), insbesondere für ein Saiteninstrument, mit zumindest einem ersten Bereich (4) und einem zweiten Bereich (6) zur Übertragung von akustischen Wellen zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper angegeben, wobei der erste Bereich (4) und der zweite Bereich (6) dasselbe Material aufweisen und miteinander verbunden sind, zur Übertragung der akustischen Wellen untereinander. Erfindungsgemäß weisen der zumindest erste Bereich (4) und der zweite Bereich (6) zueinander variierende Bauteildichten auf, sodass hierdurch zumindest eine akustische Eigenschaft der übertragenen akustischen Wellen angepasst oder anpassbar ist.

Description

BESCHREIBUNG
Bauteil zur Übertragung von akustischen Wellen sowie Verfahren zur Herstellung eines
Bauteils zur Übertragung akustischer Wellen
Die Erfindung betrifft ein Bauteil zur Übertragung von akustischen Wellen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteils.
Bauteile zur Übertragung von akustischen Wellen, insbesondere für Saiteninstrumente und speziell für Gitarren, bieten derzeit, je nach Aufbau und Materialauswahl, ein charakteristisches Klangspektrum. Dies betrifft insbesondere Brückensysteme, Stege und/oder Tremolos für Saiteninstrumente.
Um dieses Klangspektrum für den Menschen hörbar auf individuelle Bedürfnisse oder Anforderung, beispielsweise des Spielers des Saiteninstruments, anzupassen, müssen oft Teile des Bauteils durch baugleiche Teile aus anderen Werkstoffen ersetzt werden. Grundsätzlich ist somit die Anpassung nur beschränkt möglich und mit einem hohen Aufwand verbunden.
So beschreibt die US 7,838,752 B2 beispielsweise eine Gitarrenbrücke, die mehrteilig ausgestaltet ist und bei der eine Einstellung von Klangparametern und Eigenschaften der zu übertragenden akustischen Wellen mittels einer geometrischen Verstellung der jeweiligen Komponenten der Brücker erzielt wird.
Aus der US 7,297,851 B2 ist eine Gitarrenbrücke zu entnehmen, bei der über Klammern und Einstellschrauben eine Anpassung der akustischen Eigenschaften, insbesondere eine Sustain- Einstellung erfolgt.
Die US 6,875,910 B2 beschreibt ebenfalls eine Gitarrenbrücke mit einer Feineinstellungsmöglichkeit für die einzelnen Saiten. Diese Einstellung erfolgt hierbei über Einstellschrauben, über die ein Haltemittel einer jeweiligen Saite bewegbar ist und somit eine Vorspannung der Saite entweder erhöht oder verringert.
Aus dem Stand der Technik sind einteilige Gitarrenbrücken bekannt, bei denen durch die Variation des Materials das Klangspektrum aller Töne angepasst wird und beispielsweise keine individuelle Anpassung dahingehend ermöglicht ist, dass lediglich einzelne Töne, die durch das Bauteil übertragen werden, individualisiert sind. Die einteiligen Gitarrenbrücken stehen häufig in unterschiedlichen Materialien, wie beispielsweise Stahl, Messing, Titan oder Bronze zur Verfügung, da derartige Materialien eine klangbeeinflussende Wirkung aufweisen.
Somit ist eine Anpassung des Klangspektrums auf Kundenbedürfnisse und/oder -wünsche lediglich eingeschränkt möglich.
Ausgehende hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil zur Übertragung von akustischen Wellen anzugeben, das einfach und individuell auf Kundenbedürfnisse anpassbar ist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauteils anzugeben.
Mit Blick auf das Bauteil wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Mit Blick auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
Bevorzugte Ausgestaltungen, Weiterbildungen sowie Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die im Hinblick auf das Bauteil aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das Verfahren zu übertragen und umgekehrt.
Konkret wird die auf das Bauteil gerichtete Aufgabe durch ein Bauteil zur Übertragung von akustischen Wellen zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper gelöst. Insbesondere handelt es sich hierbei um ein Bauteil für ein Saiteninstrument. Bevorzugt aber nicht ausschließlich handelt es sich bei dem Bauteil um eine Gitarrenbrücke oder um einen Gitarrensteg oder um ein Tremolo für eine Gitarre.
Ferner weist das erfindungsgemäße Bauteil zumindest einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf. Die beiden Bereiche (erster Bereich und zweiter Bereich) sind hierbei miteinander verbunden. Unter miteinander verbunden wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die beiden Bereiche entweder unmittelbar, also direkt miteinander verbunden oder mittelbar, also indirekt miteinander verbunden sind, um die akustischen Wellen zu übertragen. Der erste Bereich und der zweite Bereich weisen zudem dasselbe Material auf, wobei der zumindest eine Bereich und der zweite Bereich untereinander variierende Bauteildichten aufweisen. D. h. die Bauteildichte des zumindest ersten Bereichs und die Bauteildichte des zweiten Bereichs weisen unterschiedliche Werte auf. Die Bauteildichte kann aus mikroskopischer Sichtweise durch Einbringen von Poren variieren. Aus makroskopischer Sichtweise kann die Bauteildichte durch strukturelle Anpassung einer Geometrie des Bauteils, insbesondere in den unterschiedlichen Bereichen, variieren. Diese Variation dient dazu, dass zumindest eine akustische Eigenschaft der übertragenen akustischen Wellen angepasst oder anpassbar ist.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die Bauteildichte als Masse pro Volumen zu verstehen, das von einer Bauteilhülle des Bauteils umschlossen sein kann.
Unter der zumindest einen akustischen Eigenschaft der übertragenen akustischen Welle wird im Sinne der vorliegenden Erfindung speziell aber nicht ausschließlich z.B. das Frequenzspektrum, Sustain und/oder die Einschwingzeit (auch als „Attack Time“ bezeichnet) verstanden.
Unter der Anpassung des Frequenzspektrums wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, wie umfangreich das Bauteil das messbare Frequenzspektrum des ersten Körpers, insbesondere einer Gitarrensaite verändert.
Unter Sustain wird im Sinne der vorliegenden Erfindung das Ausklingverhalten eines Tons verstanden, also wie lange der Ton für den Menschen hörbar oder messbar klingt.
Unter der Einschwingzeit wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, wie schnell ein Ton seinen maximalen Schallpegel erreicht.
Durch die Ausgestaltung des Bauteils mit dem zumindest ersten Bereich und dem zweiten Bereich sowie speziell durch die bereichsabhängige und unterschiedliche Bauteildichte, ist es somit ermöglicht, individuell zumindest eine oder mehrere der vorgenannten und weiterer nicht genannten akustischen Eigenschaften auf Bedürfnisse des Kunden anzupassen. Die Dichte des Materials, das beispielsweise ein Metall sein kann, des zumindest ersten Bereichs und des zweiten Bereichs bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Das erfindungsgemäße Bauteil ermöglicht insgesamt eine verbesserte bzw. gezieltere Abstimmung eines Saiteninstruments beispielsweise in Bezug auf die Homogenität eines akustischen Parameters. Durch das Bauteil können auch Schwächen korrigiert bzw. kompensiert werden, die an einer anderen Stelle beispielsweise am ersten oder zweiten Körper entstehen. Im Vergleich zu der eingangs genannten Art der Anpassung, die im Wesentlichen lediglich als Anpassung der Intonation, also für das Stimmen einer Gitarrensaite erforderlich ist, verstanden wird, kann die erfindungsgemäße Anpassung des Bauteils somit individueller erfolgen. Die Anpassung des Bauteils kann durch Simulation des Schwingungsverhaltens des Bauteils erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bauteil monolithisch, also einstückig, ausgebildet. Hierdurch ist zum einen eine einfache Ausgestaltung des Bauteils ermöglicht und zum anderen wird hierdurch sichergestellt, dass die Übertragung der akustischen Wellen störungsfrei erfolgt und somit eine Klangqualität im Vergleich zu einem mehrteilig ausgebildeten Bauteil erhöht ist. Alternativ kann das Bauteil auch mehrteilig ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann das Bauteil aus mehreren, insbesondere wenigstens zwei, Teilen gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der zumindest erste Bereich und der zweite Bereich jeweils eine Hohlstruktur, beispielweise eine Lattice Struktur, auf, wobei die Hohlstruktur des zumindest ersten Bereichs von der Hohlstruktur des zweiten Bereiches vorzugsweise unterschiedlich ist. Die Hohlstruktur des jeweiligen Bereichs kann eine Gitterstruktur bilden. Die Hohlstruktur des jeweiligen Bereichs kann durch einen einzelnen Hohlraum gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Hohlstruktur eine Wabenstruktur bilden, die durch mehrere benachbarten, insbesondere angrenzende Hohlräume gebildet ist.
Die Hohlräume im Bauteil können einzeln, d.h. voneinander getrennt, oder miteinander verbunden sein. Die Hohlräume können im Bauteil eingeschlossen oder nach außen offen sein. Wenn die Hohlräume im Bauteil eingeschlossen sind, können diese loses, nicht geschmolzenes oder gesintertes Pulver aufweisen. Somit kann die variierende Bauteildichte aufgrund von einer unterschiedlichen, intrinsischen geometrischen Ausgestaltung der beiden Bereiche erreicht werden.
Die Hohlstruktur des jeweiligen Bereichs kann eine hohe Steifigkeit bei geringer Masse aufweisen. Die hohe Steifigkeit bewirkt eine verbesserte Ankopplung des ersten Körpers, insbesondere einer Gitarrensaite, an den zweiten Körper, insbesondere einen Gitarrenkorpus. Geringere Massen haben den Vorteil, dass diese schneller in Schwingung versetzbar sind. Um die unterschiedlichen Bauteildichten auszubilden, sind in alternativen und/oder ergänzenden Ausführungsformen der zumindest erste Bereich und der zweite Bereich unterschiedlich massiv ausgebildet. Konkret können der zumindest erste Bereich und der zweite Bereich durch eine definierte Einstellung der Porosität einer Mikrostruktur des jeweiligen Bereichs unterschiedlich massiv ausgebildet sein. Dies kann durch eine additive Fertigung beispielsweise durch selektives Laserschmelzen („Selective Laser Melting - SLM“) oder Elektronenstrahlschmelzen („Electron Beam Melting - EBM“) erfolgen. Weiterhin alternativ und/oder ergänzend ist es möglich, dass das Bauteil bereichsweise unterschiedlich massiv ausgebildet ist und gleichzeitig bereichsweise auch unterschiedliche Hohlstrukturen aufweist. Das Bauteil kann wenigstens zwei unterschiedliche Bauteildichten aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest ein dritter Bereich zur Übertragung der akustischen Wellen vorgesehen. Der dritte Bereich dient zur gezielten Veränderung des Schwingungsverhaltens des ersten Körpers bzw. der Gitarrensaite.
Hierbei weist der zumindest dritte Bereich eine Bauteildichte auf, die von der Bauteildichte des zweiten Bereichs unterschiedlich ist. Somit kann der dritte Bereich beispielsweise die gleiche Bauteildichte wie der zumindest erste Bereich oder eine von dem zumindest ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterschiedliche Bauteildichte aufweisen. Durch die Ergänzung des zumindest dritten Bereiches ist die Anpassung der zumindest einen akustischen Eigenschaft der akustischen Wellen im Vergleich zu einer Ausgestaltung mit lediglich zwei Bereichen vorteilhaft optimiert.
Die Ausgestaltung des Bauteils im Sinne dieser Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschrieben drei Bereiche beschränkt. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Bauteil noch weitere Bereiche aufweisen, die jeweils unterschiedliche Bauteildichten zur akustischen Anpassung der übertragenen akustischen Wellen aufweisen.
Weiterhin ist es möglich, dass Bereichsgruppen ausgebildet sind, die untereinander eine gleiche Bauteildichte aufweisen, die sich jedoch von der Bauteildichte einer anderen ausgebildeten Bereichsgruppe unterscheidet. So können beispielsweise eine erste Bereichsgruppe mit einer ersten Bauteildichte und eine zweite Bereichsgruppe mit einer zweiten Bauteildichte vorgesehen sein, wobei die erste Bauteildichte und die zweite Bauteildichte unterschiedlich sind. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die Bereiche einer Bereichsgruppe entweder direkt, also unmittelbar miteinander verbunden sein, oder alternativ hierzu indirekt, also mittelbar miteinander verbunden sein. Bei der mittelbaren Verbindung ist dann beispielsweise ein Bereich einer anderen Bereichsgruppe zwischen zwei Bereichen einer anderen Bereichsgruppe angeordnet. Grundsätzlich sind die oben beschriebenen Anordnungs- und Ausgestaltungsvarianten frei miteinander und ohne Beschränkung kombinierbar. Hierdurch ist es ermöglicht, nicht nur die Bauteildichte der einzelnen Bereiche, sondern auch die einzelnen Bereiche innerhalb des Bauteils zu variieren, um somit individuell auf akustische Bedürfnisse und/oder Anforderungen an das Bauteil einzugehen.
In einer Ausführungsform weist zumindest der zweite Bereich ein erstes Verbindungselement zur Anordnung an dem ersten Körper auf. Der zweite Bereich kann wenigstens zwei, insbesondere mehrere, Verbindungselemente zur Anordnung an dem ersten Körper aufweisen. Die wenigstens zwei ersten Körper können unterschiedliche Massen aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei bei dem ersten Körper um eine Saite eines Saiteninstruments. Insbesondere handelt es sich um eine Saite einer Gitarre. Bevorzugt sind mehrere Saiten mit unterschiedlichen Massen vorgesehen. Beispielsweise weist eine hohe Saite eine geringere Masse als eine tiefe Saite auf. Die Bauteildichte des ersten Bereichs und/oder die Bauteildichte des zweiten Bereichs kann in Abhängigkeit zur Masse des ersten Körpers konfiguriert sein. Mit anderen Worten kann die Bauteildichte der beiden Bereiche auf die Masse des ersten Körpers, insbesondere die Masse der jeweiligen Saite, abgestimmt sein. Das erste Verbindungselement ist somit beispielsweise nach Art einer Kerbe ausgebildet, die die Saite aufnimmt und hält. In der Ausführungsform mit mehreren Bereichen können auch die mehreren Bereiche jeweils ein erstes Verbindungselement z.B. zur Aufnahme jeweils einer Saite aufweisen. Es ist denkbar, dass eine Lagerung bzw. Aufnahme des ersten Körpers durch ein anderes Bauteil, insbesondere ein separates Bauteil, erfolgen kann. Beispielsweise kann das andere Bauteil ein Stoptail sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist zumindest der erste Bereich und der dritte Bereich ein zweites Verbindungselement zur Anordnung an dem zweiten Körper auf. Bei dem zweiten Körper handelt es sich beispielsweise um einen Gitarrenkörper. Gemäß dieser Weiterbildung ist der zumindest erste Bereich an einem ersten Ende des Bauteils und der dritte Bereich zweckdienlicher weise an einem zweiten Ende des Bauteils angeordnet oder umgekehrt. Hierdurch ist eine zuverlässige Befestigung des Bauteils an dem zweiten Körper sichergestellt. Das zweite Verbindungselement ist hierzu beispielsweise nach Art eines Loches oder in Form einer Nut ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist die Bauteildichte des zumindest ersten Bereichs größer als die Bauteildichte des zweiten Bereichs. Bevorzugt ist ebenfalls die Bauteildichte des dritten Bereichs größer als die Bauteildichte des zweiten Bereichs. Speziell weisen die Bauteildichten des zumindest ersten Bereichs und des dritten Bereichs den gleichen Wert auf. Hierdurch ist speziell in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen bevorzugten Weiterbildung eine sichere Anordnung des Bauteils an dem zweiten Körper sichergestellt. Durch die höhere Dichte der Bereiche, mit denen das Bauteil an dem zweiten Körper befestigt ist, sind diese Bereiche resistenter gegen mechanische Kräfte.
In einer Ausführungsform weisen zumindest die Bereiche und vorzugsweise das gesamte Bauteil ein Metall auf. Speziell ist das gesamte Bauteil aus einem derartigen Metall monolithisch gebildet. Alternativ können jedoch auch unterschiedliche Materialien und Materialmischungen zur Ausbildung des Bauteils oder der unterschiedlichen Bereiche herangezogen werden. Konkret kann das Metall ein reines Metall, insbesondere ein Metall mit hoher Reinheit, oder eine Legierung sein. Das Metall kann Aluminium, Titan oder Messing sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Metall ein metallisches Massivglas („Bulk Metallic Glas - BMG“). Das metallische Massivglas kann auch als amorphes Metall bezeichnet werden. Derartige Materialien haben sich zur Ausbildung erfindungsgemäßer Bauteile, wie sie im Rahmen dieser Anmeldung beschrieben werden als vorteilhaft erwiesen.
Ebenfalls wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Saiteninstrument, insbesondere eine Gitarre, mit einem Bauteil beansprucht und offenbart, wobei es sich bei dem Bauteil um das vorstehend beschriebene Bauteil zur gezielten Übertragung von akustischen Wellen handelt.
Die auf das Verfahren gerichtet Aufgabe wird konkret durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils zur Übertragung von akustischen Wellen gelöst. Bei dem Verfahren handelt es sich insbesondere um ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Bauteils.
Hierzu wird zumindest ein erster Bereich des Bauteils mit einer ersten Bauteildichte und ein zweiter Bereich des Bauteils mit einer zweiten, von der ersten Bauteildichte unterschiedlichen, Bauteildichte additiv gefertigt, wobei der zweite Bereich mit dem ersten Bereich verbunden ist oder verbunden wird.
Hierbei kann das Bauteil monolithisch, also einstückig additiv, gefertigt werden. Durch die Ausgestaltung der Bereiche mit unterschiedlichen Bauteildichten, wird zumindest eine akustische Eigenschaft der übertragenen akustischen Wellen angepasst. Weiterhin werden die Bereiche und somit das gesamte Bauteil vorzugsweise aus demselben Material gefertigt.
Gemäß einer Ausführungsform werden die unterschiedlichen Bauteildichten durch eine Ausbildung einer Hohlstruktur innerhalb der Bereiche eingestellt. Hierbei unterscheiden sich die Hohlstrukturen der beiden Bereiche bevorzugt in ihren geometrischen Eigenschaften, um die unterschiedlichen Bauteildichten auszubilden.
Alternativ oder ergänzend hierzu werden die unterschiedlichen Bauteildichten durch eine Anpassung von Prozessparametern, z.B.: der Temperatur während der additiven Fertigung eingestellt.
Bevorzugt wird das Bauteil mittels eines Strahlsinterns oder durch ein Strahlschmelzen hergestellt. Dabei kann das Bauteil durch ein selektives Lasersintern oder selektives Elektronenstrahlsintern hergestellt werden. Alternativ dazu kann das Bauteil durch ein selektives Laserschmelzen oder selektives Elektronenstrahlschmelzen hergestellt werden. Derartige Verfahren haben sich im Bereich der additiven Fertigung als vorteilhaft erwiesen, sodass somit auf herkömmliche und damit kostengünstige Herstellungsverfahren zurückgegriffen werden kann. Mit anderen Worten kann das Bauteil erfindungsgemäß mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Verbinden des ersten Bereichs des Bauteils mit dem zweiten Bereich des Bauteils parallel, wobei die beiden Bereiche des Bauteils durch additive Fertigung gemeinsam ausgebildet werden. Dies kann in wenigstens einem gemeinsamen Verfahrensschritt, insbesondere durch ein additives Fertigungsverfahren erfolgen. Mit anderen Worten werden der erste Bereich und der zweite Bereich des Bauteils gleichzeitig ausgebildet. Die Verbindung der beiden Bereiche erfolgt somit vorzugsweise gleichzeitig. Das Bauteil kann mittels eines selektiven Lasersinterns, eines selektiven Elektronenstrahlsinterns, eines selektiven Laserschmelzens oder selektiven Elektronenstrahlschmelzens hergestellt werden. Generell arbeiten additive Fertigungsverfahren werkzeuglos und ohne Form. Das Volumen eines Objekts wird dabei schichtweise gemäß einem digitalen Computermodell aufgebaut. Auch metallische Formkörper lassen sich durch eine additive Fertigung hersteilen. Beispielsweise erfolgt die additive Fertigung über ein Strahlschmelzen eines Metallpulvers, das als Pulverbett basiertes Verfahren bezeichnet wird. Als Strahlquellen werden Laser- oder Elektronenstrahlen verwendet, die beim selektiven Laserstrahlschmelzen oder selektiven Elektronenstrahlschmelzen zum Einsatz kommen.
Beim selektiven Laserstrahlschmelzen wird der zu verarbeitende Werkstoff in Pulverform als dünne Schicht auf einer Grundplatte oder auf einer bereits zuvor abgeschiedenen Werkstoffschicht aufgebracht. Der pulverförmige Werkstoff wird mittels Laserstrahlung lokal teilweise oder vollständig geschmolzen und bildet nach der Erstarrung eine feste Materialschicht. Anschließend wird die Grundplatte um den Betrag einer Dicke der dünnen Schicht abgesenkt und anschließend erneut Pulver aufgetragen. Dieser Verfahrenszyklus wird solange wiederholt, bis der fertige Formkörper hergestellt ist. Beim selektiven Elektronenstrahlschmelzen erfolgt das lokale Aufschmelzen des Pulvers im Unterschied zum selektiven Laserstrahlschmelzen durch einen Elektronenstrahl.
Derartige Verfahren zur additiven Fertigung von metallischen Formkörpern, z.B. durch Laserstrahl- und Elektronenstrahlschmelzen von schichtweise aufgetragenem Metallpulver, sind beispielsweise in der Fachliteratur „Acta Materialia“ (117 Auflage - 2016) auf den Seiten 371 bis 392 beschrieben.
Die Aufgabe kann ferner durch ein Verfahren zur additiven Fertigung eines erfindungsgemäßen Bauteils, insbesondere eines metallischen Formteils, gelöst werden. Das Verfahren umfasst dazu folgende Schritte: a) Aufbringen eines pulverförmigen Materials, insbesondere Metalls, in Form einer Schicht auf einem Substrat auf eine Grundplatte. Die Grundplatte befindet sich vorzugsweise in einem für die Herstellung des Bauteils vorgesehenen Bauraum; b) selektives Aufschmelzen oder selektives Sintern des pulverförmigen Materials in der aufgebrachten Schicht durch einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl; c) Erstarren des aufgeschmolzenen Materials. Das aufgeschmolzene Material kann dazu abgekühlt werden; d) Aufbringen einer weiteren Schicht des pulverförmigen Materials, insbesondere Metalls, auf die zuvor aufgebrachte Schicht und das erstarrte Material der Schicht; e) selektives Aufschmelzen oder selektives Sintern des pulverförmigen Materials in der weiteren Schicht durch den Laserstrahl oder den Elektronenstrahl; f) Erstarren des aufgeschmolzenen Materials der weiteren Schicht; g) Wiederholung der Schritte (d) - (g), bis das Bauteil, insbesondere das metallische Formteil fertiggestellt ist.
In Schritt b) kann das selektive Aufschmelzen des pulverförmigen Materials durch mindestens einen Laserstrahl erfolgen. Unter dem Begriff „selektiv“ ist zu verstehen, dass im Rahmen des vorgenannten additiven Fertigungsverfahrens das Aufschmelzen des pulverförmigen Materials, insbesondere Metalls, auf Basis digitaler 3D-Daten des Bauteils nur in definierten, vorgegebenen Bereichen der Schicht stattfindet.
Zwischen Schritt b) und Schritt d) kann die Grundplatte bevorzugt um einen Betrag abgesenkt werden, der im Wesentlichen der Schichtdicke der aufgebrachten Pulverschicht entspricht.
Diese Vorgehensweise im Rahmen des additiven Fertigungsverfahrens ist dem Fachmann allgemein bekannt.
Das Aufschmelzen oder Sintern kann mit sich ändernden Parametern während dem Bestrahlen der Schicht erfolgen. Derartige Parameter können beispielsweise eine variable Strahlungsenergie, eine Scangeschwindigkeit und/oder eine Liniendichte der Scans sein. Dadurch können unterschiedliche Bauteildichten, insbesondere auf mikroskopischer Ebene, innerhalb der Schicht erzeugt werden. Konkret kann durch ein Übereinanderstapeln von mehreren Materialschichten mit variierender Dichte das Bauteil mit Bereichen unterschiedlicher Bauteildichte ausgebildet werden. Die Bauteildichte kann mikroskopisch oder makroskopisch variieren. Das Bauteil kann eine Dichteänderung im mikroskopischen Größenbereich von mindestens 1 pm bis maximal 200 pm aufweisen. Diese kann aus der Einstellung entsprechender Scanparameter resultieren. Zusätzlich oder alternativ kann das Bauteil eine Dichteänderung im makroskopischen Größenbereich von größer oder gleich 0,5 mm, oder kleiner oder gleich 10 mm aufweisen. Dichteänderungen im makroskopischen Größenbereich können auch als Hohlstrukturen verstanden werden. Der Größenbereich kann auch mindestens 0,5 mm bis maximal 10 mm betragen.
Geeignete Partikelgrößen eines Metallpulvers im Rahmen eines additiven Fertigungsverfahrens sind dem Fachmann bekannt oder können gegebenenfalls durch Routineversuche bestimmt werden. Beispielsweise weist das pulverförmige Material eine Volumenverteilungssummenkurve mit Partikelgrößen im Bereich von 1 pm bis 200 pm auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das pulverförmige Material eine Volumenverteilungssummenkurve mit einem dio-Wert von mindestens 2 pm und einem dgo-Wert von maximal 150 pm auf. Die Partikelgrößenverteilung anhand einer Volumenverteilungssummenkurve wird durch Laserbeugung bestimmt. Das Pulver wird als Trockendispersion mittels Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse gemäß der Norm „ISO 13320:2009“ vermessen, wobei anschließend aus den Messdaten die Volumenverteilungssummenkurve bestimmt werden kann. Aus der
Volumenverteilungssummenkurve können gemäß der Norm „ISO 9276-2:2014“ die Werte dio und dgo errechnen werden. Hierbei bedeutet zum Beispiel der Wert „dio“, dass 10 Volumenprozent der Partikel einen Durchmesser unterhalb dieses Wertes aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise stark vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines als Gitarrenbrücke ausgebildeten Bauteils nach dem Stand der Technik sowie
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines als Gitarrenbrücke ausgebildeten erfindungsgemäßen Bauteils.
In den Figuren sind gleichwirkende Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt.
Das in Fig. 1 gezeigte Bauteil 2 ist als eine Gitarrenbrücke nach dem derzeitigen Stand der Technik ausgebildet. Das Bauteil 2 ist hierbei monolithisch, also einstückig ausgebildet und weist zumindest einen ersten Bereich 4 und einen zweiten Bereich 6 auf. Konkret weist das Bauteil 2 gemäß Fig. 1 zwei erste Bereiche 4 auf. Die unterschiedlichen Bereiche sind in Fig. 1 zur besseren Anschaulichkeit durch gestrichelte Linien voneinander getrennt.
Das Bauteil 2 nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 ist als ein massives Bauteil 2 mit einer einheitlichen Bauteildichte gefertigt.
Ferner weist das Bauteil 2 und speziell der zweite Bereich 6 mehrere erste Verbindungselemente 8 zur Anordnung an einem ersten, nicht dargestellten Körper auf. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist sechs erste Verbindungselemente 8 auf. Bei dem ersten Körper handelt es sich beispielsweise um eine Saite einer Gitarre, die mittels des z.B. als Kerbe ausgestalten ersten Verbindungselements 8 an dem Bauteil 2 angeordnet ist.
Weiterhin weist das Bauteil 2 und insbesondere die ersten Bereiche 4 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 jeweils ein zweites Verbindungselement 10 zur Anordnung des Bauteils 2 an einem nicht dargestellten zweiten Körper, beispielsweise an einem Gitarrenkörper. Das zweite Verbindungselement 10 ist beispielsweise wie in Fig. 1 zu erkennen, nutförmig ausgebildet.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Bauteil 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 handelt es sich bei dem Bauteil 2 gemäß Fig. 2 ebenfalls um eine Gitarrenbrücke.
Das Bauteil 2 entspricht bezüglich seiner Grundform im Wesentlichen dem Bauteil 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.
Jedoch weist das Bauteil 2 gemäß Fig. 2 nicht nur zumindest einen ersten Bereich 4 und einen zweiten Bereich 6, sondern auch zumindest einen dritten Bereich 12 auf. Konkret weist das Bauteil 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zwei erste Bereiche 4, einen zweiten Bereich 6, einen dritten Bereich 12, sowie einen vierten Bereich 14, einen fünften Bereich 16, einen sechsten Bereich 18 und einen siebten Bereiche 20 auf. Die Bereiche 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 sind zur besseren Verdeutlichung ebenfalls jeweils durch eine gestrichelte Linie voneinander getrennt.
Alle Bereiche 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 weisen jeweils eine Bauteildichte auf, die zueinander unterschiedlich sind. Somit weist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 jeder Bereich 4, 6, 12,
14, 16, 18, 20 erfindungswesentlich eine andere Bauteildichte auf. Hierdurch ist es ermöglicht, durch die unterschiedliche Bauteildichte zumindest eine akustische Eigenschaft der zu übertragenden akustischen Wellen anzupassen.
Die unterschiedliche Bauteildichte ist dadurch erreicht, dass die Bereiche 6, 12, 14, 16, 18, 20 jeweils eine unterschiedliche Hohlstruktur 22 aufweisen. Die Hohlstruktur 22 bildet hierbei eine Wabenstruktur. Das Bauteil 2 ist ferner mit einem additiven Fertigungsverfahren, zum Beispiel durch selektives Laserschmelzen, hergestellt, mit dem derartige Hohlstrukturen 22 auf eine einfache Weise herstellbar sind.
Alternativ oder ergänzend wird die bereichsweise variierende Bauteildichte durch eine Einstellung von Prozessparametern, beispielsweise der Temperatur oder der Verweildauer eines Bearbeitungsstrahls, während der Fertigung erreicht. Speziell wird ein Laser-Schmelz- Verfahren oder ein Sinterprozess zur additiven Herstellung des Bauteils 2 herangezogen. Derartige Verfahren haben sich bezüglich ihrer Genauigkeit bei der Bauteilfertigung und der hohen Qualität der damit gefertigten Bauteile als vorteilhaft erwiesen.
Das Bauteil 2 gemäß Fig. 2 ist als Gitarrenbrücke zur Aufnahme von sechs Saiten ausgebildet. Dementsprechend weist jeder der Bereiche 6, 12, 14, 16, 18, 20 ein erstes Verbindungselement 8 auf. Dadurch, dass die Bauteildichte bereichsweise variiert werden kann, ist eine individuelle Anpassung zumindest einer akustischen Eigenschaft jeder der an dem als Gitarrenbrücke ausgebildeten Bauteils 2 angeordneten Saiten ermöglicht. Dies führt zu einem höheren Grad der Individualisierung von Bauteilen 2 zur Übertragung von akustischen Wellen.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Bereiche 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 eine oder mehrere Bereichsgruppen bilden, die jeweils einen oder mehrere der Bereiche 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 enthalten. Hierbei ist es möglich, dass die Bereiche einer Bereichsgruppe die gleiche Bauteildichte aufweisen und sich somit lediglich die Bauteildichten der Bereichsgruppen unterscheiden. Die Bereiche einer Bereichsgruppe müssen hierbei nicht zwingend unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sein. Vielmehr ist es möglich, dass zwischen zwei oder mehreren Bereichen einer Bereichsgruppe ein Bereich einer anderen Bereichsgruppe angeordnet ist.
Zweckdienlicher Weise weisen jedoch die beiden ersten Bereiche 4, von denen je einer endseitig an dem Bauteil 2 angeordnet ist, die gleiche Bauteildichte und/oder die höchste Bauteildichte der Bereiche 4, 6, 12, 14, 16, 18, 20 auf. Dies liegt darin begründet, dass das Bauteil 2 in und mit den beiden ersten Bereichen 4 an dem zweiten Körper angeordnet ist und somit resistent gegenüber mechanischen Belastungen sein muss. Alternativ oder ergänzend sind die beiden ersten Bereiche 4 auch massiv, also nicht mit einer Hohlstruktur 22 ausgebildet, um die mechanische Stabilität weiter zu erhöhen. Die beschriebene Ausgestaltung des Bauteils 2 im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist nicht auf eine Gitarrenbrücke beschränkt. Vielmehr ist die Ausgestaltung sinngemäß auch auf andere Bauteile, die akustische Wellen übertragen (müssen) sinngemäß übertragbar. So kann das Bauteil 2 beispielsweise auch als Gitarrensteg oder als Tremolo ausgebildet sein.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
2 Bauteil
4 erster Bereich
6 zweiter Bereich
8 erstes Verbindungselement
10 zweites Verbindungselement 12 dritter Bereich
14 vierter Bereich
16 fünfter Bereich
18 sechster Bereich
20 siebter Bereich
22 Hohlstruktur

Claims

ANSPRÜCHE
1. Bauteil (2), insbesondere für ein Saiteninstrument, mit zumindest einem ersten Bereich (4) und einem zweiten Bereich (6) zur Übertragung von akustischen Wellen zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper, wobei der erste Bereich (4) und der zweite Bereich (6) dasselbe Material aufweisen und miteinander verbunden sind, zur Übertragung der akustischen Wellen untereinander, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest erste Bereich (4) und der zweite Bereich (6) zueinander variierende Bauteildichten aufweisen, sodass hierdurch zumindest eine akustische Eigenschaft der übertragenen akustischen Wellen angepasst oder anpassbar ist.
2. Bauteil (2) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine monolithische oder mehrteilige Ausbildung.
3. Bauteil (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (4) und der zweite Bereich (6) jeweils eine Hohlstruktur (22) aufweisen und/oder unterschiedlich massiv ausgebildet sind, zur Ausbildung der variierenden Bauteildichten.
4. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein dritter Bereich (12) zur Übertragung der akustischen Wellen vorgesehen ist, der eine Bauteildichte aufweist, die von der Bauteildichte des zweiten Bereichs (6) unterschiedlich ist.
5. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der zweite Bereich (6) ein erstes Verbindungselement (8) zur Anordnung an dem ersten Körper aufweist.
6. Bauteil (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper eine Saite eines Seiteninstruments, insbesondere einer Gitarre, ist.
7. Bauteil (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Bereich (4) und der dritte Bereich (12) jeweils ein zweites Verbindungselement (10) zur Anordnung an dem zweiten Körper aufweisen.
8. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteildichte des zumindest ersten Bereichs (4) größer ist als die Bauteildichte des zweiten Bereiches (6).
9. Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Bereiche (4, 6, 12) ein Metall aufweisen, insbesondere aus einem Metall gebildet sind.
10. Bauteil (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein amorphes Metall ist.
11. Saiteninstrument mit einem Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (2) zur Übertragung von akustischen Wellen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem: zumindest ein erster Bereich (4) des Bauteils (2) mit einer ersten Bauteildichte additiv gefertigt wird und ein zweiter Bereich (6) des Bauteils (2) mit einer zweiten, von der ersten Bauteildichte unterschiedlichen, Bauteildichte gefertigt wird, wobei der zweite Bereich (6) mit dem ersten Bereich (4) verbunden ist, sodass durch die variierenden Bauteildichten zumindest eine akustische Eigenschaft der übertragenen akustischen Wellen angepasst wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hohlstruktur (22) zur Einstellung der unterschiedlichen Bauteildichten innerhalb des zumindest ersten Bereichs (4) und/oder des zweiten Bereichs (6) ausgebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung mittels eines Strahlsinterns, insbesondere selektiven Lasersinterns oder selektiven Elektronenstrahlsinterns, oder eines Strahlschmelzens, insbesondere selektives Laserschmelzens oder selektiven Elektronenstrahlschmelzens erfolgt.
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