[发明专利]一种用碳纤维复合材料制作小提琴的方法

摘要

一种用碳纤维复合材料制作小提琴的方法，小提琴模具设计为开放式成型模具，包括制作小提琴面板的小提琴盖模和用来制造小提琴琴头、琴颈、侧板、背板四个部分的小提琴主体模。通过模具准备、裁料、铺叠、组合和装袋、整理、热压固化、出烘箱脱模以及修整等工序制作而成。碳纤维小提琴模仿木材的声学效果，利用碳纤维复合材料的可设计性好、强度大、模量高、质地轻而硬的特点制成。碳纤维小提琴选用国产碳纤维，不受资源限制，面板和背板仿照木材声学效果采用不同的结构设计，并针对琴颈和琴箱部位进行补强处理。具有音色优美、不变形、不受潮、不开裂等特点，将彻底颠覆传统乐器行业，使小提琴焕发了新的光彩，给乐器的制作开拓出一条新道路。

主权项

一种用碳纤维复合材料制作小提琴的方法，其特征在于：（一）首先制造小提琴的面板：1）模具准备：用软质材料将小提琴面板模具轻轻擦拭干净，将模具预热到35℃，在模具上涂布脱模剂；2）裁料：按样板裁剪带有保护膜的预浸料，剪切时必须注意预浸料的型号和纤维方向，面板选用3K 编织预浸布，规格为200g/m2，树脂含量43‑45%，碳纤维单向预浸料选用规格为100 g/m2树脂含量 36‑38% 材料；3）铺叠①首先在面板模具里铺3K 编织预浸布，形状与面板形状相同并往外放30‑40mm留边便于脱模，此层材料厚度0.2mm；②第二层铺碳纤维单向预浸料0°料，此块料边沿比面板模具小20‑25mm ；③第三层铺碳纤维单向预浸料0°料，宽50‑55mm沿小提琴琴箱长度方向铺在面板模具中心；④第四层铺碳纤维单向预浸料＋45°料,五层铺碳纤维单向预浸料－45°料，两层形状大小均与面板相同，此两层厚度和为0.2mm；⑤第六层铺碳纤维单向预浸料0°料，形状大小与面板相同，此层厚度0.1mm，在铺层时，每铺一层都要用工具将预浸料压实，赶除空气；4）组合和装袋：在铺叠完成的预浸料坯料上铺上吸脂棉，将模具连同胚料、吸脂棉组合装入真空袋,检查真空袋和周边密封是否良好；5）整理：接好真空管路，预抽真空到0.01MPa，整理胚料和真空袋，确保小提琴面板每一个角落都能被压实；6）热压固化：将真空袋系统组合到热压罐中，接好真空管路，关闭热压罐，抽真空、加热、加压固化；7）出烘箱脱模，取出小提琴面板进行修整；8）在面板上胶合低音梁，雕刻f孔； （二）、制造小提琴的琴头、琴颈、背板和侧板小提琴琴头、琴颈、侧板和背板这四个部分用小提琴主体模具来实现，3K 编织预浸布，规格选用200g/m2，树脂含量40‑41%，碳纤维单向预浸料选用规格为100g/m2 ，树脂含量为33‑34%的材料：用软质材料将小提琴面板模具轻轻擦拭干净，将模具预热到35℃，在模具上涂布脱模剂；按样板裁剪带有保护膜的预浸料；1）铺叠①首先在模具里背板位置铺3K 编织预浸布，形状大小与背板相同；在侧板位置贴3K 编织预浸布，侧板材料与背板部位搭接10‑12mm，多出部分留边便于脱模；琴颈和琴头均采用3K编织布，在琴颈部位贴的料块宽出模具10‑15mm的留边便于脱模，与侧板处搭接10‑15mm；琴头侧面和底部均按模具侧面和底部形状分三块裁料后贴合，留有1mm搭接的宽度，此层材料厚度0.2mm；②第二层在模具里背板位置铺碳纤维单向预浸料90°料，此块料边沿比背板模具小20‑25mm ；琴颈和琴头部位均采用单向预浸料 0°料，在琴颈部位贴的料块宽出模具10‑15mm留边便于脱模，与侧板处搭接10‑15mm；琴头侧面和底部均按模具侧面和底部形状分三块裁料后贴合，留有1mm搭接的宽度，此层材料厚度0.1mm；③第三层铺碳纤维单向预浸料0°料，宽50‑55mm铺在背板模具中心；④第四层铺碳纤维单向预浸料＋45°料,五层铺碳纤维单向预浸料－45°料，在模具背板位置铺料，形状大小与背板相同；琴颈和琴头均采用＋45°料和－45°料；在琴颈部位贴的料块宽出模具10‑15mm留边便于脱模，与侧板处搭接10‑15mm；琴头侧面和底部均按模具侧面和底部形状分三块裁料后贴合，留有1mm搭接的宽度，此层材料厚度0.2mm；⑤第六、七层铺碳纤维单向预浸料，在模具里背板位置铺两层碳纤维单向预浸料90°料，形状大小与背板相同；在侧板位置贴碳纤维单向预浸料0°料两层，侧板料块与背板部位搭接10‑12mm，并留有10‑15mm留边便于脱模；在琴头和琴颈部位贴3K编织预浸布，宽出10‑15mm留边便于脱模，与侧板处搭接10‑15mm；此层材料厚度0.2mm；在铺层时，每铺一层均要用工具将预浸料压实，赶除空气；2）然后组合和装袋、整理、热压固化、出烘箱脱模、修整；（三）用治具胶合提琴的面板和背板；（四）补磨、涂装小提琴的表面，漆尽量做薄，减少漆对发音的影响；（五）胶合指板，安装琴轴、琴马、琴弦、弦总、腮托配件，其中所述的0°料是指碳纤维单向预浸料的碳丝方向同小提琴琴箱长度方向一致，90°料是指碳纤维单向预浸料的碳丝方向同小提琴琴箱长度方向垂直，＋45°料和－45°料是指碳纤维单向预浸料的碳丝方向与小提琴琴箱长度方向左右偏转的夹角为＋45°和－45°。