Parti delicate per una perfetta armonia – stampate e consegnate in poco tempo

• Cosaserviva: Componenti per la capsula del martello di un pianoforte
• Processo di produzione: Sinterizzazione laser selettiva con polvere SLS
• Requisiti: Parti di precisione, a basso attrito e resistenti
• all'usura Materiale: iglidur® i3
• Settore: Industria musicale
• Successo attraverso la collaborazione: Produzione economica di parti funzionali personalizzate, migliore resistenza all'umidità e alle intemperie, durevolezza

L'applicazione
in sintesi: Nella produzione tradizionale di pianoforti, la maggior parte dei componenti è realizzata in legno. Per contrastare la suscettibilità del legno alle variazioni di umidità o temperatura ambiente, Phoenix Pianos ha sviluppato il sistema di martelli D3D sotto la guida di Richard Dain. L'azione del martello, che è responsabile della produzione del suono, è composta quasi esclusivamente da fibra di carbonio e plastica nella versione rivista. Per i componenti mobili e fissi della capsula del martello è stata utilizzata la plastica ad alte prestazioni iglidur® i3 tribologicamente ottimizzata. I martelli di arresto sinterizzati al laser consentono la riproduzione precisa dei componenti originali, migliorano le caratteristiche del suono, aumentano la durata e riducono i costi di manutenzione.

Il legno come materiale da costruzione è al centro della tradizione secolare della fabbricazione di pianoforti. In particolare, l'azione del martello, con cui vengono colpite le corde del pianoforte, richiede un alto grado di precisione e quindi un alto livello di manutenzione. La suscettibilità del legno all'elevata umidità e temperatura era solo una delle tante ragioni per cui il direttore d'orchestra dell'azienda britannica Phoenix Pianos era alla ricerca di un'alternativa più resistente. Tuttavia, i materiali alternativi dovevano soddisfare i requisiti esistenti per componenti in filigrana che si adattassero con precisione alla meccanica e funzionassero con poco attrito. Allo stesso tempo, le parti sono esposte a un alto grado di usura a causa di un numero infinito di battute.

Per la capsula del martello, che consiste in un componente mobile e un componente attaccato al pianoforte, igus® è stata in grado di produrre un prototipo utilizzando un processo additivo. Al posto del legno, è stato utilizzato per le parti iglidur® i3 con scorrimento ottimizzato, una plastica SLS resistente all'usura che soddisfa i requisiti della costruzione del pianoforte in termini di temperatura o umidità. Allo stesso tempo, la stampa 3D consente la rapida produzione di parti identiche. La regolare regolazione per evitare toni laterali indesiderati può quindi essere ridotta al minimo. Il colore simile all'avorio di iglidur® i3 completa le parti funzionali e non suggerisce a prima vista la plastica nella classica costruzione del pianoforte.

Il meccanismo con cui un pianista produce suoni sul pianoforte è fondamentalmente molto semplice. Una corda per tasto è tesa all'interno del pianoforte. Premendo un tasto si attiva un meccanismo in cui un martelletto attaccato a una maniglia colpisce la corda corrispondente. Nella fabbricazione tradizionale dei pianoforti, il carpino veniva utilizzato come materiale per i componenti fissi di questo meccanismo a martelletto. Tuttavia, il legno reagisce in modo sensibile ai cambiamenti di temperatura e umidità e questo ha un effetto sul suono del pianoforte. Di conseguenza, il pianoforte deve essere regolarmente riaccordato e sottoposto a manutenzione. Per il direttore della Phoenix Pianos, Richard Dain, questa è stata una buona ragione per rivedere l'azione del martelletto. Come ingegnere e pianista dilettante, si è posto l'obiettivo di sostituire le parti in legno sensibili alle intemperie con materiali più durevoli senza dover scendere a compromessi sul suono. Ha sostituito la maniglia del meccanismo a martelletto con un complesso tessuto in fibra di carbonio, che è molto stabile e leggero allo stesso tempo. L'uniformità e la leggerezza consentono prestazioni di prima classe e resistenti alle intemperie. Per i restanti componenti della capsula del martello, composta da un elemento fisso e da uno mobile, Dain ha collaborato con il team di stampa 3D di igus® GmbH.

La collaborazione di Richard Dain con il team di stampa 3D di igus® GmbH ha dato vita al sistema a martello D3D, in cui ogni parte in legno viene sostituita da una parte in plastica. Il processo di sinterizzazione laser ha permesso di produrre e testare un prototipo per la capsula del martello in tempi molto rapidi. Il vantaggio del processo è il livello di dettaglio con cui è possibile stampare la forma desiderata dei componenti. Con la plastica iglidur® i3 sviluppata appositamente per la sinterizzazione laser, Dain ha trovato rapidamente ciò che stava cercando. I nuovi componenti iglidur® del meccanismo a martello sono particolarmente resistenti all'usura e promettono un design durevole e uniforme del meccanismo. I componenti della capsula sono collegati con un perno metallico, che ha un coefficiente di attrito particolarmente basso in combinazione con la plastica iglidur®.

Il nuovo sistema ha dimostrato la sua efficacia anche nei test pratici: i pianisti paragonano il cambiamento al passaggio da un modello Ford T a una Ferrari. Dopo un periodo iniziale di familiarizzazione, sono in grado di produrre più potenza con meno sforzo e quindi creare un legame completamente nuovo con lo strumento.

Grazie al materiale iglidur® i3 SLS, è stato possibile soddisfare, se non superare, i requisiti per la nuova capsula del martello. L'elevata resistenza all'usura della plastica è progettata con precisione per applicazioni scorrevoli e i componenti rimangono stabili grazie alla resistenza del materiale. Inoltre, le parti si adattano con precisione e sono fino a 50 volte più resistenti all'usura rispetto ad altre plastiche, il che garantisce un movimento meccanico costante anche dopo molte migliaia di fermi.

iglidur® i3 ha un'elevata resistenza e resistenza alle intemperie e, secondo Dain, potrebbe persino superare la durata utile del pianoforte stesso. Poiché la plastica iglidur® è arricchita con lubrificanti solidi, i componenti realizzati con essa funzionano senza lubrificazione e manutenzione in funzionamento a secco. A ciò si aggiunge il colore avorio del materiale, che supporta l'aspetto generale dell'azione del martello. La produzione

di componenti personalizzati in iglidur® i3 richiede solo da 1 a 3 giorni ed è economica a partire da lotti di dimensioni 1, poiché non ci sono costi di utensili e rilavorazione. L'ordine viene effettuato in modo rapido e semplice tramite il servizio di stampa 3D online: il modello 3D del componente richiesto può essere caricato come file STEP tramite la finestra del browser. Il modello, il prezzo e la scala di prezzo in base al materiale nonché il tempo di produzione vengono visualizzati immediatamente. La producibilità del componente nel processo selezionato viene verificata immediatamente e le potenziali aree problematiche vengono contrassegnate. Le parti stampate possono essere levigate, colorate o lavorate meccanicamente, se necessario.