科学家尝试利用3D打印铁琴研究敲击乐

铁琴是一种由对应不同音符的金属条组成的乐器，可以通过棍棒敲击发出悦耳的声音，在过去曾被用于亚洲的千年盛典。由于制作非常复杂，这种乐器几乎每一个都拥有独一无二的声音和外形。

最近，哈佛、哥伦比亚和MIT的一群研究者们对铁琴产生了浓厚的兴趣。他们希望能够通过其独特的造型与声音来研究出敲击不同形状金属制品发出不同声音的原因。于是，他们利用3D打印技术制造了一把现代版的铁琴。

据中国3D打印专业媒体平台南极熊了解，这把3D打印铁琴的音质与使用传统工艺制作的非常接近。它是团队将用水流切割制成的优化2D动物形象与3D打印杯子连接而成的一个简单的音阶结构。在此过程中，团队利用了用户提供的3D形状和目标频率，从而成功创建出了部件的几何形状，最后实现了每个部件需要的音调和频率。

如果使用传统工艺制作，铁琴的每个金属条都需要使用其下方的凹槽结构进行调音。这种结构通常是在后者被制作出来后再加上的，作用是让金属条具备独特的频率。现在有了3D打印技术，设计者便可以一次性完成这种结构了。这就消除了手动调谐存在的必要，因为设计者可以完全通过优化的CAD软件设计出调谐的部件。该软件甚至还能演示出3D打印物体在被敲击时发出的示例声音，也就是说，你可以预先知道一种设计会发出怎样的声音而无需等到它被实际制作出来后才知道。

至于将设计物体的几何形状与其音色连接，就需要探索其中复杂的能量传递规律了。为了令这一过程更有效率，制作团队采用了“拉丁补充抽样法”来加速寻找最小值和概率边界。同时，在制作音质接近专业的乐器时，这种方法还能起到扩展可选形状和声音范围的作用。

制作团队相信，这种利用3D打印的全新方式将令铁琴的设计变得无比简单，即便是新手也能轻松设计出独特的声音和造型。

via 3ders