虎啸扬琴由帮板、琴头、滚板、盒盖、琴弦、压弦档、码子、底板等部件所组成,它的工艺标准要求、选择制作材料,需要经过精挑细选、百里挑一,严格把控才能使用。本文通过介绍虎啸扬琴研发、生产中的一些细节,研讨扬琴生产中的普遍规律。
每项产品都有自身的制作特点,虎啸扬琴的制作特点如下:
1.增加半音音位的设计论证。为了满足特定曲目和专业演奏的需求,虎啸扬琴在不改变402扬琴音位排列规律的基础上,尝试论证增加低音区的半音码位,使低音区音域略有扩展,并且在其音域内保证虎啸扬琴的半音齐全,从而改变长期以来扬琴低音区半音不全的现状。
2.虎啸扬琴琴体框架的数据核准。由于虎啸扬琴的音位增加,需要扩大琴体规格。我们尝试做了几种规格尺寸的样品,以寻求最佳的框架尺寸。我们把虎啸扬琴的宽度分别设定为515mm、525mm、535mm三种规格,并且根据音位结构设定好码子位置做成实验琴,在特定的环境下测试几种规格尺寸样品琴的音色,经过专家的反复比对试听,琴体宽度为515mm、525mm两种规格的扬琴音色较窄,而琴体宽度为535mm的扬琴音色最佳,声音最圆润纯净。我们又尝试把琴码的码距设定为38mm、36mm两种规格,实验结果证明琴码码距为36mm时演奏最舒服。最终我们核准以琴体宽度535mm、琴码码距36mm作为虎啸扬琴的框架结构制作参数。
高音码嵌丝示意图
3.虎啸扬琴中音梁的制作测定。中音梁是一个关键部件,它不仅有支撑音板的作用,而且最关键的是能够起到传导作用,因为只有音梁传导达到最佳状态时,扬琴的音色才会明亮、浑厚,振动才会均衡、通透,那么音梁的取材,切割方向,支撑的严密性,都将影响虎啸扬琴的音色质量,因此它们已成为研究的课题,以便确定制作工艺的规范数据。
4.音梁材质与制作数据的优化比较。为了寻找虎啸扬琴的最佳音梁材质和最佳音梁尺寸,我们在含水率7%相同条件下使用桐木、新西兰松、白松等几种不同的材质做成音梁进行音色测试,结果发现,使用白松音梁的扬琴音色最甜美、圆润;而使用桐木音梁的扬琴音色较散,不集中;使用新西兰松音梁的扬琴声音较小,音色较闷。我们同时又针对音梁的宽窄进行了实验,目的是寻找最佳的音梁宽度尺寸。在相同的条件下做了宽度10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm等几种规格尺寸的白松音梁,通过对成品音色进行比对发现,音梁宽度在10mm~10.5mm时,扬琴音色单薄;音梁宽度为12mm厚时,扬琴音色较闷;而音梁宽度在11mm~11.5mm时,扬琴振动传导状态最佳,音色浑厚,明亮。最终我们把音梁材质白松、音梁宽度11mm~11.5mm、作为虎啸扬琴的标准参数。同时制定了详细的操作标准;虎啸扬琴的音梁选用小兴安岭的优质白松,取材径切下料,要求无戗茬、劈裂现象,先用净面刨子平整,打磨时先粗后细,先使用180、240、360目的纱布依次打磨光滑、平整,尤其是音孔里侧要求先倒棱再打磨光滑,目的是提升虎啸扬琴的音质。
5.虎啸扬琴音板选择的材料标准。什么样的音板是最好的?多年的扬琴制作经验告诉我们,新的桐木音板应力较大,用到产品上去不但容易开裂变形,而且音色也不会松弛。于是我们对扬琴音板进行清水浸泡、自然晾晒、蒸汽烘干等特殊工艺处理,同时把没有做过处理的音板、经过处理的音板和存放两年以上桐木音板进行比对。实验结果证明,经过处理的音板比没有处理的音板音色通透、干净;而存放两年以上的音板音色最圆润。于是我们制定了虎啸扬琴的音板标准:必须要经过清水浸泡处理,并且必须在恒温恒湿的特定环境下悬挂放置两年以上才能使用,使用时要根据音板的纹理、密度进行挑选配置。一块虎啸扬琴的音板要求:纹理、颜色、密度等基本要保持一致,这样配置的音板才能保证虎啸扬琴振动通透、均衡、音色甜美。
6.虎啸扬琴复合底板的测试。底板作为扬琴的一个配件,不仅起到了装饰的作用,还是扬琴的音窗。扬琴的音窗对音色有没有影响?为了解开这个谜底,我们做了3cm胶合板、5cm胶合板、6cm桐木复合板、6cm白松复合板等几种材质厚度的底板,并在同一台扬琴上做声音反射的对比实验。在音孔不变、环境不变的情况下,测试上述几种材料厚度的底板对声音的影响。当我们把声音采集下来进行反复的比对分析后发现:使用6cm白松复合底板时,扬琴的音色最浑厚、甜美,桐木复合板次之,其他材料的底板相对较差。这给虎啸扬琴的音质提升奠定了基础,形成了虎啸扬琴的又一个标准配置。
7.虎啸扬琴的油漆工艺。扬琴产品的外观如同人的颜值一样重要,就像我们穿衣服,首先要让人看着舒服。为了美化虎啸扬琴的外观,我们打破了传统的聚酯油漆喷漆工艺,把外观喷漆工艺改用磨砂擦蜡技术,打磨时把400目的砂纸换成600、1000、1200目的钢砂打磨,这样不仅增加了虎啸扬琴的手感,而且还提升了虎啸扬琴的观感品质。
8.虎啸扬琴琴架:为了增加虎啸扬琴的发音反射功能,在研发顾问刘寒力教授的倡议下,研发团队大胆创新,打破传统的围栏式琴架的老面孔,利用12cm复合板设计出托举式框架,并且在中间部位用一块350mm倾斜的折射板进行连接,在框架的外侧用4个有锥度的销栓进行固定,这样琴架不仅稳定而且还具有音响反射功能,同时把琴架四角装上具有刹车功能的橡胶轮子,这样的琴架既可移动又能固定,从而形成了新的生产工艺规范。
扬琴音准的调整与稳定是扬琴演奏应用的关键。当琴体质量配件标准确定之后,乐器配件的质量标准与乐器音高稳定和调试效果之间的关联更为密切。实践证明,影响音准稳定的关键因素,就是虎啸扬琴的装配结构标准。其中销钉的装配质量也纳入了我们的研发立项。
1.销钉板材质的质量保证。销钉板是销钉发挥功能的载体,其材质的密度承载着销钉扭矩力的大小,它会直接影响扬琴的音准稳定性。我们在含水率7.5%的相同条件下,取相同厚度的一块色木和一块榉木进行测试。相同的深度、粗度、相同的销钉而扭矩力却不同,榉木的销钉扭矩力是2kg·m~2.5kg·m而色木的销钉扭矩力是2.5kg·m~3.5kg·m。而在纯色木销钉板上摆放一排排的销钉,在琴弦使销钉产生的作用力条件下,销钉板很容易开裂。一般情况下,通常采用普通的5cm胶合板进行加固复合。在使用过程中,我们发现普通的5cm板硬度不够,在琴弦的作用下很容易把销钉拉歪,在受力方向的另一侧出现缝隙,稳定性不够且容易倒弦,使扬琴的音准稳定缺乏保障因素。乐海研发团队为了解决这个问题,提出提高制作成本的建议,左右销钉板全部采用了7mm酚醛树脂色木胶合板进行复合固定,从根本上解决了胶合板密度不够、销钉容易拉弯的问题。
2.销钉抗变设计的高精标准。销钉是扬琴挂弦及调弦的承载受力配件,销钉自身的精准度直接影响虎啸扬琴的音准稳定,我们做了以下实际测量:普通工艺的销钉直径椭圆度误差是0.03mm~0.1mm,如此误差标准的销钉在调琴时就会扩大轴孔,使握力减小,很难把控琴弦的音准稳定。不同的受力状态会造成琴弦时紧时松的现象,音高会随之忽高忽低,很难调至精准。为了解决这个难题,我们在虎啸扬琴上使用了新工艺销钉,同时对销钉的锥度进行了调整,增加了0.03mm的锥度,这样使销钉越转越紧,不但使销钉的圆度误差精准度精确到了0.01mm,而且还增加了销钉阻力功能。顺时针旋转比较顺滑,而逆时针旋转时就会增加阻力,从而保证了虎啸扬琴的音准稳定性。
钢琴工艺销钉
3.标配压弦档的降噪功能。在扬琴的调试过程中,受山口高度、销钉角度及面板弧度、码子高度等因素的影响,经常会出现许多杂音,直接影响产品的音色质量。为了解决虎啸扬琴的杂音问题,我们做了一个实验:同一台琴上在不增加压弦档时,感觉琴弦对山口的压力不足,很容易出现花音、音色燥、声音不集中等问题;而增加压弦档后,明显感觉到音色干净了,花音没有了,声音集中了。通过这个实验,证实了压弦档的作用。我们把压弦档作为虎啸扬琴的标配,大大提升了虎啸扬琴的音色纯净度,同时对压弦档进行了喷塑处理,不但解决了压弦档的生锈问题,而且还增加了压弦档的外观美感。
4.制音器配置的选定与安装。我国著名的扬琴教授项祖华先生曾说:“没有制音器的扬琴不是一个完整的乐器”。这种观点已经成为中国扬琴制作发展的共识。虎啸扬琴研发团队决定,将制音器作为高端虎啸扬琴的标配,以体现扬琴研发中扩展乐器使用功能的一项成果应用,从而形成虎啸扬琴的一个重要特色。目前是将在乐海工作的乐器工艺师卞渝师傅研发的踏放式制音器来作为虎啸扬琴产品的基本配置。
此外,乐海对滚轴的使用也做出新的改变,改圆形为三角形,以增加其传导声音效果和支撑琴弦的稳定性;同时也重新设计了新型材料调音搬手等。
压弦档示意图
制音器示意图
扬琴的后期调试主要是滚轴位置确定与固定、微调声音传导质量、琴弦调音等。调试工序目前还保持手工操作为主。当然,也在逐渐对能实现机械数值化操作的部分开始实施研发。
1.三角形滚轴的位置确定。滚轴改为三角形支撑后就能够基本保证这种山口的截弦精度,虽不易移动但利大于弊,可在扬琴调音调试后做好摆放三角形支撑位置的标记点。一是为保障被其支撑的琴弦水平高度不因移动时的角度改变而改变,使制音器调试到位后制音头与琴弦的距离不会变化,保证制音器的使用功能;二是相对固定了三角支撑的基础位置,为恢复出厂设置提供方便,促进虎啸产品各部分规格尺寸的规范化、数据化、标准化基础,为数据化生产奠定基础创造条件。
2.提高质量的琴弦原材料改良。琴弦是扬琴的发音源,扬琴音色的好与坏和琴弦有直接的关系。为了保证虎啸扬琴的音色,我们用现在的国产钢丝和进口的德国勒斯劳钢丝做成琴弦在同一台虎啸琴上进行比对,结果发现勒斯劳钢丝明显比国产的钢丝音色纯净、明亮。于是我们更换了虎啸扬琴的琴弦材料,把国产的钢丝材料全部更换为德国的勒斯劳钢丝琴弦,使虎啸扬琴的音色有了明显的提升。
滚轴位置确定示意图
3.机制缠弦的工艺转化。普通扬琴一般采用手工缠制琴弦,手工缠弦往往会出现音色不统一、易变化落音的问题。随着虎啸扬琴研发的不断深入,发现手工缠弦会造成内应力不匀,这是形成琴弦音色不稳定及琴弦音高易变的主要原因。为了解决虎啸琴弦的质量问题,使之音准稳定,乐海研发团队自主研发了智能数控琴弦机,用伺服电机做动力,达到了放丝、拉丝、缠弦系统的同步生产。利用智能数控琴弦机代替手工缠弦,亦称机制琴弦,从根本上解决了虎啸琴弦音色不稳定的瓶颈问题。
4.调音调试工序的专业化。乐海公司配有专业的,利用数控雕刻机技术、数控打眼、数控旋进销钉、在后期整理时缩短缠绕在销钉上的琴弦距离,做到十字交叉让琴弦压住弦头等机械或手工流水式作业模式,其中最关键的是调音工序。例如把扬琴的后期调试从栓弦-调音-揉弦-调音设定周期为10天、一遍音保障+20Hz、二遍音+15Hz、三遍音±5Hz,保证三遍出厂,确保产品到客户手中的基本音准状态,达到经微调后就能演奏的标准。
5.加装毛呢弱音条解决噪音。为了控制虎啸扬琴的演奏杂音,在右滚板山口侧安装毛呢弱音条。同时为杜绝虎啸扬琴容易出杂音的问题,我们把高音琴码上黏合的1.5mm的滚丝改成2mm的嵌入式铜丝,既增加了铜丝与琴码的接触面积,又减少了滚丝易掉、容易出现杂音的问题,提升了虎啸扬琴的音质标准。
虎啸扬琴的研发是一个比较成功的案例,通过研发团队的团结协作和研发论证,在材料处理的技术把控、制作规程设定及后期调试的技术改进和提升、优化方面狠下功夫,使虎啸扬琴能够满足市场及专业高端演奏的需求。在这个不断优化的研发进程中,乐海研发团队随时听取演奏家的建议和意见,改进和提升我们产品的质量和制作水准,以便制定更高标准的制作规程,从而不断完善、提高制作技艺,为弘扬民族器乐文化而不懈努力。