从霍恩到希利孔:布拉斯仪器制造的持久工艺

管弦乐器中很少有乐器像铜器一样具有粘着力。 喇叭的光亮呼唤、法国喇叭的温暖深度、大喇叭的共鸣基础 — — 这些声音是几个世纪实验、工艺和技术突破的产物。 铜器的建造是人类智慧满足音响法则的永恒故事,即使在今天,它也仍在演变。 理解这些乐器是如何建造的 — — 从最早的动物喇叭到21世纪的精密机械奇迹 — — 揭示了它们为什么发出这种声音,以及演奏者如何塑造各个时代的音乐。

早期材料:自然-8217;s 第一布拉斯段

在金属加工能够生产出可靠的铜管之前,音乐家们用自然提供的东西来制造。动物角、海螺壳和空心的齿轮形成了最早的 ⁇ 8220;brass ⁇ 8221;仪器。 至今,在犹太宗教仪式中仍然使用的是公羊 ⁇ 8217;一个简单的嘴角切入其窄端。用金属铸造的青铜时代斯堪的纳维亚器件 lur,表明早期工匠认识到了几千年前铜合金的声学优势。 这些古老的仪器只能产生几件天然的超音,但它们为远为更复杂的事物铺设了舞台。

真正的飞跃是随着可操作的青铜合金的开发而来的. Brass主要是铜和锌,其比例因产生不同的硬度、颜色和声学特性而不同. 仪器中常用的青铜大约含70%的铜和30%的锌,称为 cartridge color[] 70/30 color[. 这种青铜在可塑性、结构完整性和抗腐蚀性方面提供了极好的平衡. 红铜 红铜(85%铜,15%锌) 产生一种较深的暖色的色调,而 yallow color (65%铜,35%锌) 的产量更亮, 70 铜、镍或锰的特异型合金银(实际上,无银的铜合金合金合金合金合金,用于阀的特性

传统技术:手工业的角艺术

在工业时代之前,每件青铜器都是独特的发明,由熟练的工匠在几周甚至几个月内手工制造。 虽然工厂现在主导生产,但基本工艺仍然大不相同。

金属工作表到管

这一过程首先用一块平板的青铜片,切成一个精确的矩形。青铜片被绕着一个芒果(形状的金属棒)弯曲,缝合器被锤子或卷起来,然后用逐渐缩小的钢管来拉动,以达到正确的内径或钻孔。这种冷工工艺使青铜器变得硬化,需要周期性放电[——将钢管加热到一个低温的红色热量(约600-700°C),并让它慢慢冷却——以恢复工作。Annealing是一种热力和锤子的节奏,已经练习了几个世纪。

搅拌器

直管对紧凑的仪器是无用的。 弯曲和卷曲的形成,要么利用管内的一个芒果来防止坍塌,要么用低熔点合金(如]铅-丁[]或历史上的沙子)填充管,使墙壁无法打起。填充的管子小心地绕着一个大腿,然后加热以熔化填充材料。在高质量的仪器中,弯曲以最小的扭曲来保持一致的内部尺寸,这对于进化至关重要。

钟声升起

钟是仪器末端的照明弹,可以放大并涂色声音。它开始于一个平板的铜盘,在一种叫做 的工艺中,用锤子将金属压在钢或木桩上,然后称为 提升[。工匠从中央向外伸展,将金属薄化成锥形。最后的照明弹是由 抛射(用锤子搅拌)和[] 铸造一个圆形的圆形,一个工具将金属烧在旋转的形态上。钢圈的厚度可以从靠近圆形到喉部的厚度不等,这对反射有重大影响。手工制造的铃具有不同于机器喷射器的声学特征——玩家和收藏家们将手敲钟的独特特性给予。

加入热量

一旦形成主体,铃,和分支,这些部件必须结合. 变速器使用熔点低于黄铜的填充金属,一般是锡铅或含银合金. 拆卸 对钟对体连接等关键关节使用温度较高和更强的填充器,往往是银合金. 一个熟练的组装器确保甚至热量分配,以避免将薄黄铜磨碎,然后将整个仪器装在拼接器上,以保持对齐,每个关节都经过精心清洗和磨损.

阀门与滑板:机械革命

19世纪以前,铜器是自然的——它们只能演奏谐音系列的音符,如鸣笛或猎角. 游戏的改变者是阀门,它通过额外的管长来引导空气,立即改变乐器的QQ8217;是基本音调,使其完全具有色调.

活塞阀

活塞阀在1810年代发明,是圆柱形活塞阀,按住时与管状相配合。阀门打开后,空气会直通;在低气压时,空气会通过多管循环转走。活塞阀在小号、圆角和管状上都有发现。它们必须安装微镜精度,以保持空气的密度和行动速度。活塞一般是硬度用镍银或蒙内尔(镍铜合金)制成,而外壳往往用镀铬内壁铜,以进行平稳运动。

扶轮阀

旋转阀用于法国角和一些长号和小号上,它使用四向转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转盘转

幻灯片

双簧管使用滑动的两根电传射管,而不是阀门。滑动必须完全直直和平行,内和外管滑动,摩擦最小但无空气泄漏。滑动一般是用内管镍银和外管铜制成,内管色调滑滑。储存[(内管末端的加厚小区域)有助于保持对齐。两部分分别匹配的双簧管往往手滑。

现代材料和创新

虽然传统的青铜合金占了主导地位,但20世纪和21世纪都引入了令人兴奋的新选择.

非传统合金

制造商试验过 伯化铜(用于一些高端钟的坚硬性和快速反应)、 ⁇ [(轻重但难以形成)和无污钢用于阀门。 (镍-铜合金)现在对于许多专业阀门活塞来说是标准,因为它是非腐蚀性的,而且穿得特别好。

塑料和复合仪器

完全用塑料(如普朗普特)制造的色铜器现在可以用于初学者、旅行者和户外行军。 它们重量轻、耐用且价格低廉,但专业音乐家仍然喜欢使用铜器来代替其优异的共振和调色。 一些混合乐器将塑料体与铜铅或钟结合。

碳纤维和三维打印

碳纤维铃声甚至整个仪器体都已开发,提供了具有独特声学特性的轻量级替代品。3D打印[(添加制造)正在用于原型新阀门设计,甚至用烧制的金属粉末生产完整的钟声。2020年,一个团队用不锈钢印刷了整根[功能小号[,展示了定制仪器按需生产的潜力。技术仍在出现,但有望降低成本,并实现传统技术无法使用的新形状。关于3D打印的青铜器,详见本文[ Smithsonian Magazine 文章。

声学原则:材料形状如何声音

铜器为什么听起来像它那样呢? 材料既影响空气柱的振动图案[,也影响机体本身的结构共振[.

  • 华尔厚度:[ 贼墙产生一个较暗,较亮的声音,因为能抵抗振动的坝体,所以投影量更大. 细墙产生更温暖,更快的反应,但载力较低.
  • 合金组成:[] 较高的铜含量(红铜)产生圆形,更美的调子;更高的锌(黄铜)发出更亮,剪切的声音. 加镍会增加密度和坚硬度,这可以放大更高的外观.
  • 完成: 银板比金板或彩板更难,通过反射高频振动可以产生略亮的响应. Lacquer倾向于降低一些高频率,产生更温暖的声音. 一些玩家甚至喜欢赤裸的,无纹的铜板来代替其原始的音调.
  • 铃声设计:[ 铃声-8217;s 敲击器,flange,和弧线厚度对乐器 ⁇ 8217;s 频响应[]. 更渐渐的耀斑会发出更暗的声音;突然的耀斑会发亮它。铃声也反映了一些声音回射到管里,调整乐器 ⁇ 8217;s 共振.

历史里程碑及其对现代游戏的影响

铜器构造的时间线不仅仅是历史的好奇心,它解释了为什么现代玩家可以执行两个世纪前不可能的复古。

天然特朗普特和角(1815年以下)

仅使用谐音系列音符;玩家使用手止音(插入手击铃)来略微改变音位,仅限于扇形,打猎呼叫,以及简单的旋律.

键盘布格斯和键盘布伦佩兹(1800年代后期)

小键在管子的侧面打开孔,像木风仪一样,触动是成问题的,但他们首次提供了色素能力.

活塞阀(c. 1814–1830)

斯泰尔策尔阀(1814)和佩里内特阀[](1838)使色铜器完全实用. 沃格纳,维尔迪,马勒等作曲家现在可以为所有的黄铜器写要求高的色铜段落.

扶轮阀(c. 1820s)

由里德尔在维也纳开发,旋翼阀成为法国角的标准,比早期活塞更安静,更可靠,但制造起来更为复杂.

博尔的标准化(19世纪末—20世纪初).

制造商如C.G.Conn和Vincent Bach引入了标准比比大小(如中大,大),提高了内化,使玩家在乐器之间移动更加方便.

大众生产和现代精度(1950年代至今)

自动管图纸、CNC阀管的机械化和机器人抛光使得高质量的仪器价格可以承受。 但许多专业角色仍然从小制造者那里寻找手动的仪器,以获得他们独特的声音和反应能力。

现代制造业的质量控制和测试

制作一个一致的,高质量的铜器,需要在每个阶段进行广泛的检查.

  • 机体和制动器测量:[ 每个管子在整个长度内直径——0.1毫米的变量可以改变进化。
  • 气流测试: 组装的仪器通过吹气通过它来检查漏气,同时封住铃声和阻塞滑行,漏气会破坏响应和内化.
  • 阀门动作: 阀门循环数百次,以确保平稳运行和连续的弹簧张力. 压缩(能持真空)测试以确保密封.
  • 声学测试:专业测试玩家,有时还有计算机频率分析验证仪器是否与目标调谐曲线相匹配,许多制造者在此阶段调整铃声或铅管.
  • 完成检查: 排版和粉刷检查覆盖,粘合,以及化妆品缺陷.

高端制造商经常保留一个QQ8220;测试墙 Q8221;玩家在最终销售前试制的仪器,进一步精细化设计. 当今的精度意味着即使是中价的学生仪器也会在调和下调下,并可靠地响应,这是百年前无法保证的.

维护你的胸罩仪器:关心长寿

了解你的仪器材料和构造有助于你正确注意它。布拉斯与手和呼吸产生的水分和酸液反应。随着时间的推移,沉积物可以在管子内积聚,改变无聊和有辱人格的音质。

日间护理

  • 每天的石油阀:[使用质量阀油来保持平滑的动作,并防止活塞和弹壳之间的腐蚀.
  • 玻璃滑动 每周: 滑动油脂防止抓取,并保持滑动自由移动以进行调制调整.
  • 将口腔机理:[]用冷热水和轻肥皂清洁口腔机理,避免积聚.
  • 下身的擦擦:[用软布去除指纹和油,可以降解镀层或镀层.

定期深层清洁

每3-6个月,用青铜器清洁工具包给仪器洗澡。使用暖水(不热)和温和的菜式肥皂。用软布洗净,用软布干燥,用柔软的笔刷。将所有移动部件都浸泡。关于一步步的指南,请参见此Yamaha维护指南。

专业服务

使用超声波浴缸,可以清理内部沉积物,替换磨损的螺旋体,并感觉有直径的凹陷,检查空气泄漏。 保存良好的铜器可以持续几十年,有时比原拥有者活得更久。

未来:工艺与科学相遇的地方

制造铜器不可能完全放弃其传统材料——玩家珍惜铜器的温暖和投射,但是,未来将看到更多地使用计算机模型来优化钻孔图谱、钟拍器和阀门几何。 添加制造[ 允许定制用于个人玩家的铅管和钟; 浮雕和音乐风格。 复合材料可在行进和室外仪器中找到位置,而先进[ 电离束熔[ (EBM)钛粉可以产生异形钟,其特性不可能用铸成金属。

尽管取得了这些进步,但人的因素仍然占据着中心位置。 最好的仪器仍然来自工匠们倾听、感受和调整的工场 — — 一种将现代小号手与文艺复兴时期的工匠联系在一起的传统。 声学解释了某些形状和材料为何起作用,但制作大铜器的艺术总是需要一定程度的直觉、经验和对它所帮助创作的音乐的深刻尊重。