淺論鋼琴?gòu)?fù)合音板制造的工藝及優(yōu)勢(shì)與不足

文/石 超

復(fù)合音板也被稱為現(xiàn)代音板，自出現(xiàn)以后便一直備受國(guó)內(nèi)外廠家歡迎，目前使用復(fù)合音板生產(chǎn)出來的立式鋼琴比比皆是，也進(jìn)入了千家萬戶。隨著鋼琴生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)實(shí)木復(fù)合音板的制造工藝不斷提升，并且具有很大的提升空間。

一、鋼琴?gòu)?fù)合音板

復(fù)合音板即實(shí)木復(fù)合音板，又稱現(xiàn)代音板，譯名compound solid soundboard，與傳統(tǒng)實(shí)木音板不同，復(fù)合音板是一種按照鋼琴的聲學(xué)要求選材制作的一種復(fù)合板，而非普通層板。復(fù)合音板的芯板拼接方式主要有三種：橫拼芯、豎拼芯、斜拼芯；表板的拼接方式必須是斜拼。芯板拼圖請(qǐng)參見圖1。

圖1

按習(xí)慣，復(fù)合音板的厚度與傳統(tǒng)音板是一致的，復(fù)合音板一般為三層，中間一層約5～7mm，上下各厚約1～2mm。當(dāng)然設(shè)計(jì)時(shí)確定各層厚度應(yīng)該在滿足音板的有效作用、節(jié)約材料的前提下進(jìn)行。這種三層夾心式的復(fù)合音板是由芯條拼好芯板，上下兩面又各用膠粘了一層表板構(gòu)成的特殊音板，中間由芯條拼成的拼板稱為芯板，上下兩面由單板條拼成的拼板稱為表板。

由于復(fù)合音板的芯板蓋在里層，所以芯板用料的標(biāo)準(zhǔn)可適量寬泛一些，復(fù)合音板有A、B、C三個(gè)等級(jí)，用材與價(jià)位都不同。復(fù)合音板還有一種多層膠合板，是由云杉多層薄片木材單元拼膠熱壓而成，在工藝生產(chǎn)正確的前提下，材料利用率高，這種復(fù)合音板的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、不開膠、不開裂，適應(yīng)了生產(chǎn)發(fā)展的需求，但其復(fù)合音板制作工藝要應(yīng)有明確規(guī)定。

二、關(guān)于鋼琴?gòu)?fù)合音板制作中重要工藝

制作合格的鋼琴?gòu)?fù)合音板，包括：①原材料回廠②質(zhì)檢組檢驗(yàn)③入材料庫房制材④干燥⑤車間領(lǐng)用、選料⑥砂光、頂寬、接長(zhǎng)⑦芯板拼接、修補(bǔ)⑧表板選料、修邊、拼接、修補(bǔ)⑨膠合、熱壓⑩音板修邊、砂光?驗(yàn)貨、入庫?包裝、出庫、發(fā)貨，共計(jì)12道工藝。盡管是批量生產(chǎn)，如果質(zhì)檢不合格，同樣會(huì)有廢品產(chǎn)生，無法返修的廢品比率占5%～8%；復(fù)合音板在質(zhì)檢合格后，會(huì)被運(yùn)送到各個(gè)鋼琴生產(chǎn)廠家。鋼琴?gòu)S收到音板后，還必須將音板送入靜置房，進(jìn)入30天的特殊電腦操控恒溫恒濕房靜置期，然后再與鋼琴其他構(gòu)件進(jìn)行組裝。

復(fù)合音板的12道工藝流程中，每道流程都至關(guān)重要，承上啟下。由于篇幅所限，本文者對(duì)木材的干燥和復(fù)合音板拼接技術(shù)、膠合等幾道工序進(jìn)行重點(diǎn)論述。

（一）干燥技術(shù)

音板木材干燥的方法目前兩種：木材自然干燥法（氣干）和木材的人工干燥（窯干）。原木在新運(yùn)達(dá)和被鋸切的時(shí)候，含有高達(dá)80%的水分，水分的減少要經(jīng)過先氣干后窯干的過程。對(duì)于鋼琴音板來說，材料是基礎(chǔ)，而干燥就是關(guān)鍵。經(jīng)過干燥的徑切板可以排除木材中的自由水、吸著水，即利用木材厚度上含水率的梯度，保證木制品的質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命從而節(jié)約木材，最終以適應(yīng)不同的用途、質(zhì)量要求。

1．氣干

氣干是木材干燥的主要方法之一，在原木制成鋸材時(shí)，專業(yè)的處理是當(dāng)天堆成堆材，每層之間加墊條隔開，利用空氣傳熱傳濕、太陽輻射，木材內(nèi)水分逐漸排除，降低了含水率，從而達(dá)到一定的干燥效果。

通過圖2我們可以看到，音板制作工廠通常會(huì)將新音板徑切板放在大棚進(jìn)行六個(gè)月以上的風(fēng)干，也就是氣干。當(dāng)然大棚里保持通風(fēng)，木材接觸陽光、空氣、水（材料不允許暴曬），充分釋放和吸收，木材的表面也會(huì)被氧化，使木材性能發(fā)揮最大限度的物理變化，達(dá)到最佳狀態(tài)。所以行業(yè)與工廠場(chǎng)地條件都有著自己的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

圖2

氣干過程，主要是含水率的檢測(cè)、過程的記錄。由于自然干燥工藝與技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)施起來也不難，但干燥水平受自然條件下相對(duì)含水率的限制，一般只能使含水率降到10%～20% 。

2．窯干

這是木材干燥的第二道工序，因?yàn)橥ǔ＝?jīng)過以上程序氣干的木材，并不能直接用來制作音板，還必須進(jìn)行窯干，使其含水率符合要求。這種方法生產(chǎn)周期較短，加工過程連續(xù)性易保證，目前也具有較成熟的理論與技術(shù)，雖然成本高于氣干，但干燥質(zhì)量得到了很好的保證。圖3為人工干燥窯。

圖3

這種方法事實(shí)上是強(qiáng)制性改造木材，其中應(yīng)力消除是關(guān)鍵。因?yàn)閼?yīng)力直接關(guān)系到木材質(zhì)量。那么木材在窯干過程中的應(yīng)力變化是有四個(gè)階段的：

（1）開始階段，還未產(chǎn)生應(yīng)力階段。木材內(nèi)外各部分的含水率都在纖維飽和點(diǎn)以上。

（2）初期階段，應(yīng)力外張內(nèi)壓階段。需向干燥室內(nèi)噴蒸汽，以降低木材表面的含水率，使已固定變形部分再次軟化為可塑，同時(shí)外部張應(yīng)力與內(nèi)部壓應(yīng)力抵消。

（3）中期階段，內(nèi)外應(yīng)力暫時(shí)平衡階段。需要提高空氣中的溫度和濕度，使木材已經(jīng)塑化、固定的外層木材重新成為可塑，以利于補(bǔ)充收縮。

（4）末期階段，應(yīng)力外壓內(nèi)張階段。沿木材的橫斷面的含水率逐漸平衡，同時(shí)含水率由內(nèi)到外梯度減緩。

通過這整個(gè)過程，木材內(nèi)部應(yīng)力趨于平衡，只有這樣，材料在制作音板時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)吃膠、起泡和翻皮的現(xiàn)象。工廠的實(shí)際情況通常是，木材干燥完成以后，不是所有的木材都能完好的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)性，而是在鋸割木材時(shí)（干燥前）就已經(jīng)留有余量，當(dāng)水分蒸發(fā)后，木材會(huì)趨向收縮，也就是鋸材的實(shí)際大小有所改變；同時(shí)木材也會(huì)出現(xiàn)某些不可避免的開裂、彎曲現(xiàn)象，這也是同類木材優(yōu)勝劣汰的過程。

對(duì)于改造過的材質(zhì)，一般有兩種檢驗(yàn)方式：一種是主觀方法，即有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員對(duì)材質(zhì)的手感和重量的主觀檢測(cè)；還有一種是客觀方法，即水份儀器檢測(cè)。這兩種方法都各有特點(diǎn)。完成了以上的木材加工后，后期的靜置露天存放也需要一段時(shí)間，一般不應(yīng)少于30天的周期（冬季6天）后，才能開始用于制作。

（二）芯板拼接、修補(bǔ)

復(fù)合音板的質(zhì)量與芯板制作工藝、加工精度有密切關(guān)系，芯板的拼接是選用干燥好（含水率在6%～8%）、刨得平直光滑、徑切的芯條，芯板的形狀按照鋼琴?gòu)S家的要求拼接而成。

1．配芯板大板：在恒溫恒濕車間內(nèi)，在平整的工作臺(tái)上，把芯條按圖紙規(guī)定的紋向斜度配成長(zhǎng)方形的大板，中間配置較長(zhǎng)芯條，兩端位置配較短芯條，板板之間取相近的顏色和紋理，好面向上，加工余量規(guī)范，質(zhì)量要符合工藝要求，拼縫邊之間不允許有縫隙。在排列好的大板上畫兩道貫通的橫線，線端不應(yīng)超出外面兩塊芯板板邊，參見圖4。

圖4

2．膠粘芯板大板：也就是芯板冷壓，即將涂膠的芯條按照預(yù)先畫好的標(biāo)線安放在連續(xù)拼膠機(jī)的夾緊器上，用先調(diào)配合適的添加了固化劑的光陽膠，選取一根邊條，徑切面向上，然后在弦切面上涂膠，經(jīng)切面向上貼住邊條，從左向右依次拼粘，排列長(zhǎng)度以邊條為準(zhǔn)。芯條拼接必須緊密，絕對(duì)不允許有縫隙，然后讓機(jī)床卡子將膠拼板按對(duì)角方式卡牢，固定好，等待膠干，注意要使芯條表面處在一個(gè)平面上，即不能出現(xiàn)拼接有凹凸現(xiàn)象，參見下圖5、圖6、圖7。

圖5

圖6

圖7

3．當(dāng)芯板的膠固化后卸卡，如果此時(shí)芯板端頭長(zhǎng)短不齊，需用截鋸鋸齊，然后把芯板取下來，堆垛放置一段時(shí)間。進(jìn)行靜置的芯板要放在墊板上，成批地儲(chǔ)藏在通風(fēng)良好和恒溫恒濕室內(nèi)，這是為了平衡拼板木材與膠合發(fā)生的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)膠合時(shí)木材吸入膠中一定量的水，以致板條外延大于內(nèi)層的濕度，內(nèi)外層會(huì)發(fā)生不平衡的干縮，并產(chǎn)生易引起翹曲的內(nèi)應(yīng)力。

芯板靜置完之后，還需要根據(jù)情況進(jìn)行修補(bǔ)，因?yàn)樾景逭鏁?huì)出現(xiàn)一些油線，因此芯板在拼膠完成之后，還需要用砂光機(jī)把油線進(jìn)行鋸切，鋸切的小孔用機(jī)器打出被稱為“小餅干”的小木塊填補(bǔ)，用錘子敲進(jìn)去，涂上膠水后能快速干涸。參見圖8。

圖8

三、復(fù)合音板的優(yōu)點(diǎn)及工藝不足

盡管我國(guó)在復(fù)合音板的技術(shù)方面起步較晚，但目前國(guó)內(nèi)已有大型音板專業(yè)化工廠制作生產(chǎn)的鋼琴?gòu)?fù)合音板，年產(chǎn)量達(dá)數(shù)萬張，已銷售到歐美、日本等國(guó)的鋼琴?gòu)S，復(fù)合音板的優(yōu)勢(shì)包括：

1．出材率高

目前，從全行業(yè)來看音板出材率緊上加緊，復(fù)合音板的出現(xiàn)就是在滿足音板的有效作用、節(jié)約材料等行業(yè)需求，所以復(fù)合音板的出現(xiàn)意義重大。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，有利于鋼琴行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2．氣候適應(yīng)性強(qiáng)

復(fù)合音板的特殊結(jié)構(gòu)解決了南北氣候的差異，三層膠合的強(qiáng)度高，所以性能穩(wěn)定，復(fù)合音板對(duì)環(huán)境突變（如溫度、濕度）的適應(yīng)能力強(qiáng)，在不同的使用環(huán)境中能夠抗變形、抗開裂，減少了鋼琴?gòu)S質(zhì)保期內(nèi)的故障率，從而進(jìn)一步降低了成本。所以一般復(fù)合音板鋼琴的保修期都比較長(zhǎng)，這是實(shí)木音板的鋼琴所不具備的。

3．適合大批量生產(chǎn)

由于復(fù)合音板的芯板拼配方式靈活，放寬了用材標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加強(qiáng)與改進(jìn)了對(duì)氣候的適應(yīng)性，相對(duì)簡(jiǎn)易的加工工藝，不十分嚴(yán)苛的選材，適合于大批量生產(chǎn)。

在復(fù)合音板制造工藝上有幾點(diǎn)需要注意和提升：

（1）材料的選擇。復(fù)合音板的芯板在選料要求上相對(duì)低很多，比如紋理不夠順直、均勻，年輪偏寬，配板時(shí)材料色差較明顯（有雙色問題）、長(zhǎng)度不夠，通過指接后的材料都按一定比例使用在了復(fù)合音板芯板的制作中，導(dǎo)致復(fù)合音板的傳聲速度受阻，影響鋼琴的音質(zhì)。

（2）成材加工處理時(shí)間不夠。復(fù)合音板的用材氣干標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間只有半年至一年之間，但對(duì)木材來講，干燥是核心，真正的實(shí)木應(yīng)完全在自然條件下達(dá)到含水率要求，而不破壞木材內(nèi)部纖維組織，因此自然干燥的時(shí)間越長(zhǎng)越有利，只有自然風(fēng)干相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間（真正實(shí)木音板需要風(fēng)干數(shù)十年），才能使木材性能與穩(wěn)定度達(dá)到最佳，有利于自然傳聲和共鳴。

（3）用膠方面下功夫。在復(fù)合音板的制作過程中，由于先芯板冷壓要使用膠合劑，二次加工時(shí)的三層板熱壓，芯板正反兩面又需再全部粘上膠，這樣導(dǎo)致木材不可避免的吃膠很多，從而使自身硬度加大，性能降低，誤差累積。在振動(dòng)時(shí)能量傳輸、損耗要比單層實(shí)木音板大，所以復(fù)合音板發(fā)出的聲音衰減快，不如實(shí)木音板發(fā)聲持久，音色悅耳。

（4）工廠設(shè)備及技術(shù)水平有待提升。復(fù)合音板是從日本傳到中國(guó)的，目前日本的雅馬哈、卡哇伊鋼琴的生產(chǎn)流水線已十分標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)械設(shè)備精細(xì)、更高端，擁有使音板保持含水率與恒溫恒濕平穩(wěn)度更高的配制車間，因此同樣是采用復(fù)合音板生產(chǎn)的鋼琴，發(fā)音卻有一定差距，這說明我國(guó)制作復(fù)合音板的工廠的設(shè)備條件與技術(shù)含量目前都還未達(dá)到領(lǐng)先水平。

（5）重視工藝質(zhì)量管理。目前行業(yè)中出現(xiàn)選料標(biāo)準(zhǔn)，任意放寬復(fù)合音板表板的選料、配料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使少數(shù)紋理、顏色等不合規(guī)流程，這不僅對(duì)鋼琴的外觀品質(zhì)產(chǎn)生不良影響，也對(duì)音板的工作性能造成不同程度的損害，同樣也易使人聯(lián)想到某些品質(zhì)意識(shí)、工作態(tài)度問題。

四、小結(jié)

盡管復(fù)合音板在普及鋼琴中的使用率很高，但對(duì)于復(fù)合音板卻一直是存在著兩種截然不同的態(tài)度。一種觀點(diǎn)對(duì)復(fù)合音板的音響效果存疑，認(rèn)為某些傳統(tǒng)鋼琴的音板開裂是正常現(xiàn)象，如果不嚴(yán)重則不至于影響鋼琴的音質(zhì)，復(fù)合音板的出現(xiàn)使鋼琴質(zhì)量的倒退。但另一部分人的態(tài)度卻與之相反，他們也看到復(fù)合音板解決了鋼琴音板的開裂與變形等一系列困擾鋼琴音質(zhì)的問題，從而在客觀上增加了鋼琴音板的使用壽命，因此復(fù)合音板替代傳統(tǒng)音板得到了他們的支持與認(rèn)可。目前有數(shù)據(jù)可考，國(guó)外從國(guó)內(nèi)訂購(gòu)的一批三角鋼琴，其要求是使用三層或多層結(jié)構(gòu)音板，從現(xiàn)實(shí)復(fù)合音板的技術(shù)高度來說，復(fù)合音板與實(shí)木音板已能做到不相上下。在不變的藝術(shù)追求道路上，技術(shù)沒有好壞對(duì)錯(cuò)之分，只有為藝術(shù)服務(wù)才是我們最終的追求。