淺論鋼琴復合音板制造的工藝及優勢與不足

文/石 超

復合音板也被稱為現代音板，自出現以后便一直備受國內外廠家歡迎，目前使用復合音板生產出來的立式鋼琴比比皆是，也進入了千家萬戶。隨著鋼琴生產工藝的不斷進步，國內實木復合音板的制造工藝不斷提升，并且具有很大的提升空間。

一、鋼琴復合音板

復合音板即實木復合音板，又稱現代音板，譯名compound solid soundboard，與傳統實木音板不同，復合音板是一種按照鋼琴的聲學要求選材制作的一種復合板，而非普通層板。復合音板的芯板拼接方式主要有三種：橫拼芯、豎拼芯、斜拼芯；表板的拼接方式必須是斜拼。芯板拼圖請參見圖1。

圖1

按習慣，復合音板的厚度與傳統音板是一致的，復合音板一般為三層，中間一層約5～7mm，上下各厚約1～2mm。當然設計時確定各層厚度應該在滿足音板的有效作用、節約材料的前提下進行。這種三層夾心式的復合音板是由芯條拼好芯板，上下兩面又各用膠粘了一層表板構成的特殊音板，中間由芯條拼成的拼板稱為芯板，上下兩面由單板條拼成的拼板稱為表板。

由于復合音板的芯板蓋在里層，所以芯板用料的標準可適量寬泛一些，復合音板有A、B、C三個等級，用材與價位都不同。復合音板還有一種多層膠合板，是由云杉多層薄片木材單元拼膠熱壓而成，在工藝生產正確的前提下，材料利用率高，這種復合音板的優點是工藝簡單、不開膠、不開裂，適應了生產發展的需求，但其復合音板制作工藝要應有明確規定。

二、關于鋼琴復合音板制作中重要工藝

制作合格的鋼琴復合音板，包括：①原材料回廠②質檢組檢驗③入材料庫房制材④干燥⑤車間領用、選料⑥砂光、頂寬、接長⑦芯板拼接、修補⑧表板選料、修邊、拼接、修補⑨膠合、熱壓⑩音板修邊、砂光?驗貨、入庫?包裝、出庫、發貨，共計12道工藝。盡管是批量生產，如果質檢不合格，同樣會有廢品產生，無法返修的廢品比率占5%～8%；復合音板在質檢合格后，會被運送到各個鋼琴生產廠家。鋼琴廠收到音板后，還必須將音板送入靜置房，進入30天的特殊電腦操控恒溫恒濕房靜置期，然后再與鋼琴其他構件進行組裝。

復合音板的12道工藝流程中，每道流程都至關重要，承上啟下。由于篇幅所限，本文者對木材的干燥和復合音板拼接技術、膠合等幾道工序進行重點論述。

（一）干燥技術

音板木材干燥的方法目前兩種：木材自然干燥法（氣干）和木材的人工干燥（窯干）。原木在新運達和被鋸切的時候，含有高達80%的水分，水分的減少要經過先氣干后窯干的過程。對于鋼琴音板來說，材料是基礎，而干燥就是關鍵。經過干燥的徑切板可以排除木材中的自由水、吸著水，即利用木材厚度上含水率的梯度，保證木制品的質量，延長使用壽命從而節約木材，最終以適應不同的用途、質量要求。

1．氣干

氣干是木材干燥的主要方法之一，在原木制成鋸材時，專業的處理是當天堆成堆材，每層之間加墊條隔開，利用空氣傳熱傳濕、太陽輻射，木材內水分逐漸排除，降低了含水率，從而達到一定的干燥效果。

通過圖2我們可以看到，音板制作工廠通常會將新音板徑切板放在大棚進行六個月以上的風干，也就是氣干。當然大棚里保持通風，木材接觸陽光、空氣、水（材料不允許暴曬），充分釋放和吸收，木材的表面也會被氧化，使木材性能發揮最大限度的物理變化，達到最佳狀態。所以行業與工廠場地條件都有著自己的嚴格標準。

圖2

氣干過程，主要是含水率的檢測、過程的記錄。由于自然干燥工藝與技術相對簡單，實施起來也不難，但干燥水平受自然條件下相對含水率的限制，一般只能使含水率降到10%～20% 。

2．窯干

這是木材干燥的第二道工序，因為通常經過以上程序氣干的木材，并不能直接用來制作音板，還必須進行窯干，使其含水率符合要求。這種方法生產周期較短，加工過程連續性易保證，目前也具有較成熟的理論與技術，雖然成本高于氣干，但干燥質量得到了很好的保證。圖3為人工干燥窯。

圖3

這種方法事實上是強制性改造木材，其中應力消除是關鍵。因為應力直接關系到木材質量。那么木材在窯干過程中的應力變化是有四個階段的：

（1）開始階段，還未產生應力階段。木材內外各部分的含水率都在纖維飽和點以上。

（2）初期階段，應力外張內壓階段。需向干燥室內噴蒸汽，以降低木材表面的含水率，使已固定變形部分再次軟化為可塑，同時外部張應力與內部壓應力抵消。

（3）中期階段，內外應力暫時平衡階段。需要提高空氣中的溫度和濕度，使木材已經塑化、固定的外層木材重新成為可塑，以利于補充收縮。

（4）末期階段，應力外壓內張階段。沿木材的橫斷面的含水率逐漸平衡，同時含水率由內到外梯度減緩。

通過這整個過程，木材內部應力趨于平衡，只有這樣，材料在制作音板時才不會出現吃膠、起泡和翻皮的現象。工廠的實際情況通常是，木材干燥完成以后，不是所有的木材都能完好的實現轉性，而是在鋸割木材時（干燥前）就已經留有余量，當水分蒸發后，木材會趨向收縮，也就是鋸材的實際大小有所改變；同時木材也會出現某些不可避免的開裂、彎曲現象，這也是同類木材優勝劣汰的過程。

對于改造過的材質，一般有兩種檢驗方式：一種是主觀方法，即有經驗的技術人員對材質的手感和重量的主觀檢測；還有一種是客觀方法，即水份儀器檢測。這兩種方法都各有特點。完成了以上的木材加工后，后期的靜置露天存放也需要一段時間，一般不應少于30天的周期（冬季6天）后，才能開始用于制作。

（二）芯板拼接、修補

復合音板的質量與芯板制作工藝、加工精度有密切關系，芯板的拼接是選用干燥好（含水率在6%～8%）、刨得平直光滑、徑切的芯條，芯板的形狀按照鋼琴廠家的要求拼接而成。

1．配芯板大板：在恒溫恒濕車間內，在平整的工作臺上，把芯條按圖紙規定的紋向斜度配成長方形的大板，中間配置較長芯條，兩端位置配較短芯條，板板之間取相近的顏色和紋理，好面向上，加工余量規范，質量要符合工藝要求，拼縫邊之間不允許有縫隙。在排列好的大板上畫兩道貫通的橫線，線端不應超出外面兩塊芯板板邊，參見圖4。

圖4

2．膠粘芯板大板：也就是芯板冷壓，即將涂膠的芯條按照預先畫好的標線安放在連續拼膠機的夾緊器上，用先調配合適的添加了固化劑的光陽膠，選取一根邊條，徑切面向上，然后在弦切面上涂膠，經切面向上貼住邊條，從左向右依次拼粘，排列長度以邊條為準。芯條拼接必須緊密，絕對不允許有縫隙，然后讓機床卡子將膠拼板按對角方式卡牢，固定好，等待膠干，注意要使芯條表面處在一個平面上，即不能出現拼接有凹凸現象，參見下圖5、圖6、圖7。

圖5

圖6

圖7

3．當芯板的膠固化后卸卡，如果此時芯板端頭長短不齊，需用截鋸鋸齊，然后把芯板取下來，堆垛放置一段時間。進行靜置的芯板要放在墊板上，成批地儲藏在通風良好和恒溫恒濕室內，這是為了平衡拼板木材與膠合發生的內應力。當膠合時木材吸入膠中一定量的水，以致板條外延大于內層的濕度，內外層會發生不平衡的干縮，并產生易引起翹曲的內應力。

芯板靜置完之后，還需要根據情況進行修補，因為芯板正面會出現一些油線，因此芯板在拼膠完成之后，還需要用砂光機把油線進行鋸切，鋸切的小孔用機器打出被稱為“小餅干”的小木塊填補，用錘子敲進去，涂上膠水后能快速干涸。參見圖8。

圖8

三、復合音板的優點及工藝不足

盡管我國在復合音板的技術方面起步較晚，但目前國內已有大型音板專業化工廠制作生產的鋼琴復合音板，年產量達數萬張，已銷售到歐美、日本等國的鋼琴廠，復合音板的優勢包括：

1．出材率高

目前，從全行業來看音板出材率緊上加緊，復合音板的出現就是在滿足音板的有效作用、節約材料等行業需求，所以復合音板的出現意義重大。從長遠的角度看，有利于鋼琴行業的可持續發展。

2．氣候適應性強

復合音板的特殊結構解決了南北氣候的差異，三層膠合的強度高，所以性能穩定，復合音板對環境突變（如溫度、濕度）的適應能力強，在不同的使用環境中能夠抗變形、抗開裂，減少了鋼琴廠質保期內的故障率，從而進一步降低了成本。所以一般復合音板鋼琴的保修期都比較長，這是實木音板的鋼琴所不具備的。

3．適合大批量生產

由于復合音板的芯板拼配方式靈活，放寬了用材標準，同時加強與改進了對氣候的適應性，相對簡易的加工工藝，不十分嚴苛的選材，適合于大批量生產。

在復合音板制造工藝上有幾點需要注意和提升：

（1）材料的選擇。復合音板的芯板在選料要求上相對低很多，比如紋理不夠順直、均勻，年輪偏寬，配板時材料色差較明顯（有雙色問題）、長度不夠，通過指接后的材料都按一定比例使用在了復合音板芯板的制作中，導致復合音板的傳聲速度受阻，影響鋼琴的音質。

（2）成材加工處理時間不夠。復合音板的用材氣干標準時間只有半年至一年之間，但對木材來講，干燥是核心，真正的實木應完全在自然條件下達到含水率要求，而不破壞木材內部纖維組織，因此自然干燥的時間越長越有利，只有自然風干相當長的時間（真正實木音板需要風干數十年），才能使木材性能與穩定度達到最佳，有利于自然傳聲和共鳴。

（3）用膠方面下功夫。在復合音板的制作過程中，由于先芯板冷壓要使用膠合劑，二次加工時的三層板熱壓，芯板正反兩面又需再全部粘上膠，這樣導致木材不可避免的吃膠很多，從而使自身硬度加大，性能降低，誤差累積。在振動時能量傳輸、損耗要比單層實木音板大，所以復合音板發出的聲音衰減快，不如實木音板發聲持久，音色悅耳。

（4）工廠設備及技術水平有待提升。復合音板是從日本傳到中國的，目前日本的雅馬哈、卡哇伊鋼琴的生產流水線已十分標準化，機械設備精細、更高端，擁有使音板保持含水率與恒溫恒濕平穩度更高的配制車間，因此同樣是采用復合音板生產的鋼琴，發音卻有一定差距，這說明我國制作復合音板的工廠的設備條件與技術含量目前都還未達到領先水平。

（5）重視工藝質量管理。目前行業中出現選料標準，任意放寬復合音板表板的選料、配料質量標準，使少數紋理、顏色等不合規流程，這不僅對鋼琴的外觀品質產生不良影響，也對音板的工作性能造成不同程度的損害，同樣也易使人聯想到某些品質意識、工作態度問題。

四、小結

盡管復合音板在普及鋼琴中的使用率很高，但對于復合音板卻一直是存在著兩種截然不同的態度。一種觀點對復合音板的音響效果存疑，認為某些傳統鋼琴的音板開裂是正常現象，如果不嚴重則不至于影響鋼琴的音質，復合音板的出現使鋼琴質量的倒退。但另一部分人的態度卻與之相反，他們也看到復合音板解決了鋼琴音板的開裂與變形等一系列困擾鋼琴音質的問題，從而在客觀上增加了鋼琴音板的使用壽命，因此復合音板替代傳統音板得到了他們的支持與認可。目前有數據可考，國外從國內訂購的一批三角鋼琴，其要求是使用三層或多層結構音板，從現實復合音板的技術高度來說，復合音板與實木音板已能做到不相上下。在不變的藝術追求道路上，技術沒有好壞對錯之分，只有為藝術服務才是我們最終的追求。