3D打印赋能单簧管乐器数字化制造与定制化的优美音质

单簧管是木管乐器的一种，通常用非洲黑木制造，由木料、硬橡胶或金属制成，有一个鸟嘴形的吹口和圆形的空心，管身由五节可装拆的管体组成，管体成圆筒形，下端为开放的喇叭口。在吹口处固定一个簧片，吹奏者通过簧片和吹口的空间吹气时，并配合下唇适当的压力，薄薄的簧片尖产生振动，使乐器管内的空气柱开始振动，因而发出柔美的音色。

单簧管吹口是影响单簧管音色的关键部位，即使是吹口微小的变化也将会引起乐器音色的变化。世界著名的单簧管专家Walter Grabner创立的ClarinetXpress 品牌，专为单簧管演奏者提供专业级的单簧管吹口。ClarinetXpress 在单簧管的设计开发过程中应用了3D打印技术，并开始尝试通过3D打印技术生产小批量的定制产品。

3D打印的单簧管吹口。来源：Fast Radius

满足音质与定制需求

多年以来，带有ClarinetXpress 吹口的单簧管经音乐家之手在悉尼歌剧院、卡内基音乐厅等著名音乐厅为人们带来了一场场音乐盛宴。ClarinetXpress 吹口产品一直以来是由一位技能水平高的德国机械师制造的，当这位机械师决定退休时，ClarinetXpress 面临着寻找另外一种合适的制造方式来替代机械师的工作。ClarinetXpress 首先尝试了通过CNC 制造商进行原型制造，但由于交付时间与质量方面的原因，ClarinetXpress决定转而尝试通过3D打印技术制造吹口。在3D打印服务商的帮助下，ClarinetXpress 优化了单簧管吹口的设计与制造过程。

吹口3D打印。来源：Fast Radius

在了解到ClarinetXpress对于产品的性能和美学要求之后，3D打印服务商决定通过Carbon的DLS™ 3D打印技术和硬质聚氨酯（RPU 70）快速制造吹口的原型，在外观、质感及音质方面满足的ClarinetXpress 需求。在最初几周的原型制造过程中，服务商团队帮助ClarinetXpress 进行吹口产品的设计优化，Clarinet Xpress 对增材制造工艺有所熟悉之后，设计迭代速度进一步加快。

单簧管吹口需要满足精确的规格，才能达到精英音乐家所要求的质量和音高，3D打印技术不仅能够满足这些要求，而且相比ClarinetXpress 传统上依赖于机械师个人经验和技能的方式，3D打印这一数字化的制造技术更易于批量“复制”出高质量的产品。

ClarinetXpress 经常需要定制不同类型与尺寸的少量吹口。传统工艺会对订单的最小起订量有要求，但是3D打印技术则更为灵活，能够满足ClarinetXpress的小批量需求，并且可以在一次打印中制造多种不同类型的吹口。正是借助3D打印技术，3D打印服务商为ClarinetXpress 建立了虚拟仓库（Virtual Warehouse™），满足ClarinetXpress的即时生产需求。

此外，3D打印技术能够直接制造出吹口所需的定制化徽标元素，无需在打印完成后通过冲压或手工雕刻来实现，这进一步消除了管理生产过程中的成本。

Review

在单簧管吹口的3D打印应用案例中看到，这一颇为依赖个人传统技能的产品正在向数字化制造转型。而3D打印这一数字化制造技术在灵活满足吹口的小批量定制方面有着独特优势。这两点与已经通过3D打印技术替代传统手工工艺，实现批量定制化生产的助听器外壳产品有着相似之处。或许不久的将来，单簧管等乐器也将在3D打印赋能下，完全实现关键零部件的批量定制生产，为专业级音乐家提供定制化的优美音质。