No raga līdz Helicon: Misiņa instrumentu izgatavošanas izturības amats

Tikai daži instrumenti orķestrī pavēl tādu pašu iekšējo spēku kā misiņa sekcija. Spilgtais taures sauciens, franču raga siltais dziļums, rezonantais tuba pamats – šīs skaņas ir gadsimtu eksperimentu, amatniecības un tehnoloģisko izrāžu rezultāts. Misiņa instrumentu konstrukcija ir stāsts par cilvēka izdomu, kas atbilst nemainīgajiem akustikas likumiem, un tā turpina attīstīties arī šodien. Izpratne par to, kā šie instrumenti tiek būvēti – no senākajiem dzīvnieku ragiem līdz 21. gadsimta precīzi-materializētajiem brīnumiem – atklāj, kāpēc tie skan tā, kā tie dara un kā spēlētāji veido mūziku katrā laikmetā.

Agrīnie materiāli: Daba ’s Pirmā Misiņa sekcijas

Pirms metālapstrādes varēja izgatavot drošu misiņa cauruli, mūziķi, kas bija radīti ar dabu. Dzīvnieku ragi, gliemežvāki un dobie ilkņi veidoja agrāko “brass” instrumenti. Šofārs, ko joprojām izmanto ebreju reliģiskajās ceremonijās, ir rams ’ rags ar vienkāršu iemuti, kas iegriezts šaurajā galā. lur, bronzas laikmeta skandināvu instruments, kas tika liets no metāla, parāda, ka agrīnie amatnieki pirms tūkstošiem gadu atpazina vara sakausējumu akustiskās priekšrocības. Šie senie instrumenti varēja radīt tikai dažus dabiskus pārtonus, bet tie uzstādīja skatu uz kaut ko daudz sarežģītāku.

Patiesais lēciens notika, attīstoties darbspējīgiem misiņa sakausējumiem. Brass galvenokārt ir varš un cinks, ar proporcijām, kas atšķiras, lai iegūtu atšķirīgu cietību, krāsu un akustiskās īpašības. Instrumentos izmantotais misiņš satur aptuveni 70% vara un 30% cinka, kas pazīstams kā kartridža misiņš vai 70/30 misiņš[.]. Šis sakausējums piedāvā lielisku līdzsvaru starp formēšanas spēju, izturību pret strukturālo integritāti un korozijas pretestību. Variācijas sarkanais misiņš (85%) varš, 15% cinks rada tumšāku, siltāku toni, bet dzeltenais misiņš (]] varšais misiņš dod gaišāku, vairāk izplešas ventilēs un slidenas plāksnītes [FLT], kas sastāv no tā ir vairāk no tā plāksnītes

Tradicionālās tehnikas: māksla ar rokām darināts rags

Pirms industriālā laikmeta katrs misiņa instruments bija unikāls radījums, ko meistars izgatavoja vairāku nedēļu vai pat mēnešu laikā. Kamēr rūpnīcās dominē ražošana, fundamentālie procesi paliek ievērojami nemainīgi.

Metāla plāksne uz cauruli

Process sākas ar plakanu misiņa loksni, kas sagriezta līdz precīzam taisnstūrim. Šī loksne ir noliekta ap serdeni (formas metāla stieni), un šuvi āmurina vai velmē. Tad caur pakāpeniski mazāku nomirst, lai sasniegtu pareizo iekšējo diametru, vai urbumu. Šis aukstā darba process sacietē misiņu, pieprasot periodisku analizēšanu—sildot cauruli līdz blāvam sarkanam karstumam (ap 600-700°C) un ļaujot tai lēnām atdzist—atjaunot darbspēju. Analizēšana ir siltuma un āmura ritms, kas ir praktizēts gadsimtiem ilgi.

Kā izlikt kabatu

Taisnās caurules ir bezspēcīgs kompakts instruments. Bikses un cirtas veidojas, izmantojot vai nu caurulē esošo serdeni, lai novērstu sabrukšanu, vai arī aizpildot cauruli ar zemas kausēšanas punkta sakausējumu (piemēram, svina-tin vai, vēsturiski, smiltis), kas tur sienas no grumbu. Piepildītā caurule ir uzmanīgi saliekta ap džigu, tad uzkarsē, lai izkausētu pildījuma materiālu. Augstas kvalitātes instrumentos liekumi tiek izgatavoti ar minimālu deformāciju, lai saglabātu konsekventu iekšējo dimensiju – kritiski intonācijai.

Zvana pacelšana

Zvans ir instrumenta, kas pastiprina un izkrāso skaņu, galā. Tas sākas kā plakans misiņa disks, kas tiek āmurēts virs tērauda vai koka staba procesā, ko sauc par . Amatnieks strādā no centra uz āru, izstiepjot un retinot metālu konusveida formā. Galīgo izlīdzināšanu rada plānošana (smootings ar āmuru) un griežot uz virpuļcaurules, kur rīks sadedzina metālu pa rotējošu formu. Zvana biezums var atšķirties no papīra, kas pie loka biezāka par kakla biezāku, gradācija, kas būtiski ietekmē reakciju. Rokā darinātam zvanam ir atšķirīgs akustiskais paraksts nekā mašīnas spun-at atskaņotājiem un kolektoriem, kas piešķir unikālu roku zvanu raksturu.

Pievienošanās siltumam

Kad veidojas galvenais korpuss, zvans un zari, daļām ir jāpievienojas. Soldering izmanto pildmetālu, kura kušanas temperatūra ir zemāka par misiņa kušanas temperatūru, parasti alvas svina vai sudraba sakausējumu. Brazēšana izmanto augstākas temperatūras un spēcīgāku pildvielu, bieži sudraba sakausējumu, tādām kritiskām locītavām kā savienojums no zvana līdz ķermenim. Kvalificēts montētājs nodrošina vienmērīgu siltuma sadali, lai izvairītos no karst plāna misiņa. Viss instruments tiek salikts uz džiga, lai uzturētu pielīdzināšanu, un katra locītava tiek rūpīgi notīrīta un pulēta.

Vārsti un slīdņi: mehāniskā revolūcija

Pirms 19. gadsimta misiņa instrumenti bija dabīgi— tie varēja spēlēt tikai harmonikas sērijas piezīmes, kā bugla vai medību rags. Spēles mainītājs bija vārsts, kas pārvirza gaisu pa papildus caurulīšu garumiem, uzreiz mainot instrumentu’ fundamentāls metiens un padarot to pilnīgi hromatisku.

Virzuļvārsti

Izgudrots 1810. gados, virzuļa vārsts ir cilindrisks virzulis ar pieslēgvietām, kas saskaņojas ar caurulēm, kad tas ir nospiests. Kad vārsts ir brīvs, gaiss plūst taisni cauri; kad nomākts, gaiss tiek novirzīts caur cilpu papildu caurules. Virzuļvārsti ir atrodami trompetes, cornets, un tubas. Tie ir jāaprīko ar mikroskopisku precizitāti hermētiskumu un darbības ātrumu. Virzulis parasti ir izgatavots no niķeļa sudraba vai monela (niķeļa-vara sakausējuma) cietībai, bet korpuss bieži misiņa ar hroma-plati interjeru gludai kustībai.

Rotācijas vārsti

Izmanto franču ragus un dažus trombonus un trompetes, rotācijas vārsts izmanto četrvirzienu rotoru, kas pagriežas, lai novirzītu gaisu. Tie ir klusāki un vairāk apkopes draudzīgu nekā virzuļi, bet prasa vēl stingrākas ražošanas pielaides. Rotori bieži vien ir izgatavoti no kalta misiņa sakausējuma, tad zāļoti uz perfektu fit ar korpusu.

Slīdņi

Trombons izmanto slaidu – divas teleskopiskās caurules – vārstu vietā. Slīdnim jābūt pilnīgi taisnam un paralēlam, ar iekšējo un ārējo cauruli, kas slīd ar minimālu berzi, bet bez gaisa noplūdes. A slide[ parasti ir izgatavots no niķeļa sudraba ārējai caurulei un misiņam, ar iekšējo cauruli hromētu gludumam. krājumi (mazi sabiezējuši laukumi iekšējās caurules galā) palīdz saglabāt noregulējumu. Premium tromboniem bieži ir ar roku apvilkti slīdeņi, kur abas daļas ir individuāli saskaņotas.

Moderni materiāli un inovācijas

Lai gan dominē tradicionālie misiņa sakausējumi, 20. un 21. gadsimts ir ieviesis aizraujošas jaunas iespējas.

Netradicionālie sakausējumi

Ražotāji ir eksperimentējuši ar berillija vara (izmanto dažu augstas klases zvaniņu stīvumam un ātrai reakcijai), titāna[ (vieglsvars, bet grūti veidojams), un nerūsošā tērauda vārstiem. Monels (niķeļa-vara sakausējums) tagad ir standarts daudziem profesionāliem vārstu virzuļiem, jo tas ir nekorozīvs un ļoti labi nodilst.

Plastmasas un kompozītu instrumenti

Hromatiskie misiņa instrumenti, kas izgatavoti pilnībā no plastmasas (piemēram, pTrumpet) tagad ir dzīvotspējīgi iesācējiem, ceļotājiem un āra maršu izmantošanai. Tie ir viegli, izturīgi un lēti, bet profesionāli mūziķi joprojām dod misiņam tā augstākās rezonanses un toņa krāsu. Daži hibrīdinstrumenti apvieno plastmasas ķermeni ar misiņa vai zvaniem.

Oglekļa šķiedru un 3D drukāšana

Ir izstrādāti oglekļa šķiedras zvani un pat veseli instrumentu korpusi, piedāvājot vieglu alternatīvu ar unikālām akustiskajām īpašībām. 3D drukāšana (papildu ražošana) tiek izmantota jaunu vārstu konstrukciju prototipos un pat ražo pilnus zvanus no cietsakausējuma pulvera. 2020. gadā komanda no nerūsējošā tērauda izdrukā veselu funkcionālo trompeti, parādot iespēju pēc pieprasījuma ražot pasūtījuma instrumentus. Tehnoloģija vēl arvien parādās, bet sola samazināt izmaksas un radīt jaunas formas neiespējamu ar tradicionālo tehniku. Vairāk par 3D drukātiem misiņa instrumentiem skatiet Smitsonian Magazine rakstu.

Akustiskie principi: kā materiāli veido skaņu

Kāpēc misiņa instruments izklausās tā, kā tas notiek? Materiāls ietekmē gan gaisa kolonnas vibrāciju , gan paša ķermeņa strukturālo rezonansi.

  • Visu biezums: Biezākas sienas dod tumšāku, mazāk spilgtu skaņu ar lielāku projekciju, jo tās pretojas vibrāciju slāpēšanai. Plānās sienas rada siltāku, ātrāku reakciju, bet mazāk nesošo jaudu.
  • Allioy sastāvs: Augstāks vara saturs (sarkanais misiņš) rada apaļāku, daudz melnošu toni; augstāks cinks (dzeltenais misiņš) dod gaišāku, griežošu skaņu. Pievienojot niķeli, palielinās blīvums un stīvums, kas var pastiprināt augstākus pārtonējumus.
  • Pabeigts: Sudraba plate ir cietāka nekā zelts vai laka, kas var radīt nedaudz gaišāku reakciju, atspoguļojot augstākas frekvences vibrācijas. Lakquer mēdz slāpēt dažas augstas frekvences, dodot siltāku skaņu. Daži spēlētāji pat dod priekšroku tukšam, neuzvarētam misiņam tā jēlā tonī.
  • Bell Design: Zvans ’s konusveida, atloku un loka biezums dramatiski ietekmē instrumentu’s ] frekvences reakciju[.] Pakāpeniskāka uzliesmošana dod tumšāku skaņu; pēkšņa uzliesmošana to izgaismo. Zvans atstaro arī kādu skaņu atpakaļ caurulē, uzskaņojot visu instrumentu’s rezonanse.

Vēsturiskie orientieri un to ietekme uz mūsdienu spēli

Misiņa instrumentu būvniecības grafiks nav tikai vēsturiska zinātkāre, tas izskaidro, kāpēc mūsdienu spēlētāji var izpildīt repertuāru, kas pirms diviem gadsimtiem būtu bijis neiespējami.

Dabiskie trompetes un ragi (līdz 1815. gadam)

Tikai harmonikas sērijas piezīmes; spēlētāji izmanto rokas apturēšana (ievietojot roku zvans) mainīt piķis nedaudz. Ierobežoti ar fanfares, medību zvanus, un vienkārši melodijas.

Taustiņu kļūdas un atslēgas trompetes (vēli 1800s)

Mazas atslēgas atvēra caurumus caurules sānos, kā koka vēja instruments. Intonācija bija problemātiska, bet tās pirmo reizi piedāvāja hromatisku spēju.

Virzuļvārsti (1814.—1830.)

Stölzel vārsts (1814) un Périnet vārsts (1838) pilnībā hromatisku misiņa instrumentu praktiski. Tādi komponisti kā Vāgners, Verdi un Mahlers tagad varēja rakstīt prasīgas hromatiskas ejas visiem misiņa instrumentiem.

Rotācijas vārsti (ap 1820s)

Riedl izstrādāja Vīnē, rotācijas vārsti kļuva par standartu Francijas ragus. Tie ir klusāki un uzticamāki nekā agrīni virzuļi, bet sarežģītāki, lai ražotu.

Bora standartizācija (19. gs. – 20. gs. sākums)

Tādi ražotāji kā C.G. Conn un Vincent Bahs ieviesa standarta urbuma izmērus (piemēram, vidēji lielus, lielus), kas uzlaboja intonāciju un ļāva spēlētājiem vieglāk pārvietoties starp instrumentiem.

Masu ražošana un moderna precizitāte (1950.gadi–pašreiz)

Automatizēta cauruļu zīmēšana, CNC vārstu korpusu apstrāde un robotizēta pulēšana ir padarījusi augstas kvalitātes instrumentus pieejamus. Tomēr daudzi profesionāli spēlētāji joprojām meklē rokas instrumentus no mazajiem ražotājiem, lai iegūtu unikālu balsi un atsaucību.

Kvalitātes kontrole un testēšana modernā ražošanā

Lai izgatavotu konsekventu, augstas kvalitātes misiņa instrumentu, katrā posmā jāveic plaša pārbaude.

  • Bora un konusveida mērīšana: Katra caurule tiek mērīta iekšējam diametram visā tās garumā—variācijas 0,1 mm var izmainīt intonāciju.
  • Gaisa plūsmas testēšana: Samontētais instruments tiek pārbaudīts, vai tajā nav noplūdes, pūšot gaisu, nospiežot zvaniņu un bloķējot slīdņus. Noplūde var sabojāt reakciju un intonāciju.
  • Valve action: Vārsti tiek cikliski simtiem reižu, lai nodrošinātu vienmērīgu darbību un pastāvīgu atsperu spriegojumu. Saspiešana (saturamību vakuumā) tiek pārbaudīta, lai nodrošinātu hermētiskus blīvējumus.
  • Akustiskā testēšana: Profesionālie pārbaudes spēlētāji un dažreiz arī datorfrekvenču analīze pārbauda, vai instruments atbilst mērķa tūninga līknei. Daudzi ražotāji pielāgo zvanu vai svina cauruli šajā posmā.
  • Pilnīga pārbaude: Platināšana un laka tiek pārbaudīta attiecībā uz aptvērumu, adhēzijas un kosmētikas trūkumiem.

Augstas klases ražotāji bieži saglabā “test wall” instrumentus spēlētājiem izmēģināt pirms galīgās pārdošanas, tālāk uzlabot dizainu. Precizitātes līmenis šodien nozīmē, ka pat mēreni cenu students instruments būs melodija un reaģēt droši, kaut ko, kas nevarēja garantēt pirms simts gadiem.

Saglabājot savu Brass instruments: rūpēties par ilgstošu

Izpratne par jūsu instrumenta materiāliem un konstrukciju palīdz jums par to rūpēties pareizi. Misiņa reaģē ar mitrumu un skābēm no rokām un elpu. Laika gaitā, noguldījumi var veidot iekšpusē caurules, mainot urbuma un degradējoša skaņas kvalitāti.

Ikdienas aprūpe

  • Oil vārsti dienā: Izmanto kvalitatīvu vārsta eļļu, lai saglabātu vienmērīgu darbību un novērstu koroziju starp virzuli un korpusu.
  • Slīdtaiņi reizi nedēļā: Slīdtauki novērš slīda saķeri un uztur slīda brīvu kustību regulēšanai.
  • Noskalojiet iemuti: Notīriet iemuti ar remdenu ūdeni un maigām ziepēm, lai izvairītos no pietūkuma.
  • Notīriet ķermeni: Izmantojiet mīkstu drānu, lai noņemtu pirkstu nospiedumus un eļļas, kas var degradēt laku vai apsēju.

Periodiska padziļināta tīrīšana

Ik pēc 3–6 mēnešiem iedodiet savam instrumentam vannu, izmantojot misiņa instrumentu tīrīšanas komplektu. Lietojiet siltu ūdeni (ne karstas) un maigo trauku ziepes. Izsmidziniet elastīgu suku caur caurulēm, rūpīgi izskalojiet un nosusiniet ar mīkstu drānu. Pēc tam smērējiet visas kustīgās daļas. Lai saņemtu soli pa solim, skatiet Jamahas apkopes rokasgrāmatu.

Profesionāla apkalpošana

Vismaz reizi gadā, veikt savu instrumentu kvalificētu remonta tehniķis uz check-up. Tie var tīrīt iekšējos noguldījumus (izmanto ultraskaņas vanna), aizstāt nolietotos korķus un filcas iztaisnot pentas, un pārbaudīt gaisa noplūdes. Labi uzturēta misiņa instruments var ilgt vairākus gadu desmitus, dažreiz ārpus dzīves tā sākotnējā īpašnieka.

Nākotne. Kur amatniecība satiek zinātni

Brass instrumentu ražošana, visticamāk, pilnībā neatteiksies no saviem tradicionālajiem materiāliem – spēlētāji lolo misiņa siltumu un projekciju. Tomēr nākotnē vairāk tiks izmantota datora modelēšana, lai optimizētu urbumu profilus, zvana konus un vārsta ģeometriju. [Piedāvātā ražošana varētu ļaut pielāgotiem svina cauruļvadiem un zvaniem, kas pielāgoti individuālam spēlētājam’s embouchure un mūzikas stils. Kompozītmateriāli var atrast vietu maršēšanas un āra instrumentos, bet uzlaboti elektronstaru kaus (EBM) titāna pulveri varētu ražot eksotiskus zvanus ar neiespējamām īpašībām wrought metal.

Par spīti šiem sasniegumiem, cilvēka elements joprojām ir centrālais. Labākie instrumenti joprojām nāk no darbnīcām, kur amatnieki klausās, jūt un pielāgojas – tradīcija, kas savieno mūsdienīgu trompetieri ar renesanses amatniekiem. Akustikas zinātne ir izskaidrojusi, kāpēc noteiktas formas un materiāli strādā, bet māksla, veidojot lielisku misiņa instrumentu, vienmēr ietvers intuīciju, pieredzi un dziļu cieņu pret mūziku, ko tā palīdzēs radīt.