Il dolce suono della stampa 3D
Nel 2011, The Economist ha utilizzato l'immagine di copertina di uno Stradivari stampato in 3D per riferire su un'imminente rivoluzione della produzione Ora che il futuro è qui.
Tutto è iniziato con uno Stradivari stampato in 3D sulla copertina di The Economist. Nel 2011, il periodico finanziario britannico ha annunciato che la produzione additiva stava per espandersi oltre la prototipazione convenzionale e le applicazioni di utensili per mirare alla produzione. La rivista ha rafforzato questa idea con la replica del violino, stampata in 3D utilizzando la tecnologia EOS SLS, spiegando che le aziende stavano cercando di iniziare a produrre in modo additivo. Ora, gli strumenti musicali stampati in 3D sono molto più vicini alla realtà.
Diventare fisico
Storicamente, il valore acustico degli strumenti è stato limitato dalle tecnologie di produzione dell’epoca: i produttori di strumenti non erano in grado di fabbricare legno e altri materiali musicalmente conduttivi in forme illimitate che avrebbero creato suoni illimitati. Tuttavia, grazie ai progressi tecnici, all’accessibilità e alla comprensione dell’AM, adesso non è più così.
3D Music e 3D Music Instruments sono due startup all’avanguardia nella rivoluzione degli strumenti musicali stampati in 3D.
Preoccupato per i prezzi enormemente alti degli strumenti musicali fabbricati tradizionalmente, Matthew Canel, un ingegnere con la passione per la musica, ha sviluppato il suo primo strumento musicale in collaborazione con il liutaio Max Morgan. Insieme sono stati in grado di creare un violino stampato in 3D in scala di un quarto che suonava “praticamente come la cosa di legno”. Matthew ha poi collaborato con il collega alunno della Case Western Reserve University, Ben Kaufman. Con Matthew responsabile del design e della produzione e Ben responsabile del lato commerciale, la coppia ha fondato 3D Music con l’aiuto di una sovvenzione dello Student Project Fund.
“Stiamo cercando di ottenere la qualità del suono di un violino da $ 300 a $ 400 e poi scendere sotto il loro prezzo”, ha detto Kaufman a WEWS a Cleveland.
3D Music ora vende violini di plastica dura stampati in 3D che impiegano solo 48 ore per essere stampati (in un colore a scelta) per soli $ 200. Attraverso l’accessibilità dei loro violini, la coppia mira a posizionare la propria azienda all’interno dell’industria musicale educativa, fornendo strumenti musicali accessibili a bambini che, altrimenti, non sarebbero in grado di permettersi di acquistarli.
Anche un’altra società, 3D Music Instruments, fondata da Ricardo Simian, sta esplorando il potenziale della stampa 3D nel settore degli strumenti musicali. 3D Music Instruments crea strumenti personalizzati, come le pipe slide sviluppate per Jasper Vanpaemel, e strumenti completamente nuovi, come la tromba Möbius sviluppata in collaborazione con VW.
“Perché tutti i fori interni negli strumenti a fiato sono rotondi e/o diritti? Perché gli angoli di 90 gradi si trovano ovunque negli strumenti musicali? La risposta è molto semplice: perché quelle sono le uniche forme che si possono produrre con gli strumenti e la tecnologia del 17° secolo”, scrive l’azienda.
L’azienda può anche trasformare due strumenti insieme, creare strumenti più leggeri e resistenti, creare strumenti per la ricerca e altri usi pratici e, essenzialmente, rivoluzionare gli strumenti musicali così come li conosciamo.
L’azienda utilizza principalmente SLS per creare i suoi strumenti, spesso in combinazione con elementi tradizionali. Ad esempio, “Dr.Ukulele” di 3D Music Instruments a grandezza di concerto viene creato stampando un pezzo grande (bianco) e due pezzi più piccoli (rosa) e combinando questi pezzi con pioli di metallo di fabbricazione tradizionale e corde standard per ukulele. Data la loro natura, gli strumenti a fiato stampati in 3D tendono a richiedere meno o nessun pezzo di produzione tradizionale.
“L’idea è di liberare la tua mente e la tua creatività dai limiti che avevano gli strumenti tradizionali”.
Mentre la mia chitarra suona dolcemente
All’interno del settore AM, due persone hanno unito la loro passione per la musica rock e le loro abilità uniche con la stampa 3D per raggiungere un livello sonoro completamente nuovo: Ilyam Myrman, direttore marketing presso Desktop Metal, e Olaf Diegel, professore di produzione additiva presso l’Università di Auckland. Negli ultimi anni, entrambi hanno acceso un’amichevole competizione per creare le chitarre più straordinarie utilizzando una varietà di tecnologie di stampa 3D. Hanno anche collaborato spesso a progetti.
Il professor Olaf Diegel ha iniziato con la sinterizzazione laser e recentemente è passato alle impressionanti capacità multicolore della tecnologia di getto di materiale di Mimaki. Myrman ha sperimentato il binder jetting di Desktop Metal e recentemente ha prodotto l’incredibile chitarra elettrica in legno Greenaxe (progettata da Olaf Diegel) utilizzando la tecnologia Forust per il binder jetting di polvere di legno (Forust fa ora parte del gruppo di società Desktop Metal). I suoi ultimi progetti lo hanno visto mettere alla prova materiali durevoli fotopolimerizzabili di ETEC (il nuovo nome di EnvisionTEC dopo l’acquisizione di Desktop Metal) e di Nexa3D.
Uno dei progetti più affascinanti del professor Diegel è la chitarra semi-acustica American Graffiti 2.0 stampata in 3D a colori, che è stata ispirata dal film e da “tutto ciò che è rock & roll”. Diegel ha creato una versione originale nel 2015 e in seguito ha deciso di sfruttare le capacità della stampa 3D a colori su questo remake.
Nascoste all’interno della chitarra ci sono diverse auto e hot rod, tra cui una Cadillac rosa, un jukebox, Mel’s Diner, dadi mobili, microfoni, Ray-ban e altro ancora. Intorno al corpo della chitarra, che ha una pelle di leopardo ultra-kitsch rock & roll, ci sono i testi di Neil Young: “Il rock and roll è qui per restare / È meglio bruciare che svanire”.. Questo capolavoro è stato stampato a colori su una stampante 3D a colori Mimaki 3DUJ-553. È stampato in acrilico utilizzando la tecnologia a getto di materiale. È dotato di un ponte Tune-o-matic Bigsby B70/Schaller STM, pickup classici TV Jones, manico personalizzato Warmoth, accordatori Gotoh e, naturalmente, manopole Dice.
Hard Metal
Ma non finisce qui. Altri affascinanti progetti musicali hanno contribuito a comporre il passato, il presente e il futuro di AM. Oltre alle chitarre, Diegel ha anche creato microfoni scheletro in metallo stampati in 3D perfettamente funzionanti. E Sandvik si è spinto fino alla stampa 3D di una chitarra “a prova di urto” in titanio.
La chitarra in questione è stata progettata e realizzata per Yngwie Malmsteen, musicista svedese riconosciuto dal Time come uno dei migliori chitarristi elettrici di tutti i tempi. Il progetto è stato avviato da Henrik Loikkanen, fan di lunga data di Malmsteen, uno sviluppatore di processi di lavorazione presso Sandvik Coromant che suona anche la chitarra. Voleva vedere se l’azienda fosse in grado di produrre una sei corde non solo perfettamente funzionante ma anche totalmente a prova di rottura.
“Dovevamo progettare una chitarra che fosse infrangibile in tutti i diversi modi in cui puoi distruggere una chitarra”, ha spiegato Loikkanen. “La sfida ingegneristica era quella giuntura critica tra il manico e il corpo che di solito si rompe su una chitarra.”
Per il corpo della chitarra, gli ingegneri hanno dovuto trovare un modo per creare una struttura eccezionalmente robusta che fosse abbastanza leggera da poter essere trasportata e suonata. La soluzione ovvia era stampare in 3D il corpo della chitarra, sfruttando la capacità della tecnologia di creare geometrie complesse, resistenti e leggere. Il corpo della chitarra è stato infine stampato in 3D utilizzando una tecnologia di fusione del letto laser e una fine polvere di titanio.
Una volta che i componenti della chitarra sono stati fresati, stampati in 3D e assemblati, l’impressionante strumento in metallo è stato consegnato a Malmsteen per uno spettacolo in Florida. Sul palco, il chitarrista svedese ha suonato il suo set prima di iniziare il rituale di distruzione. Dopo aver fatto oscillare l’ascia di metallo contro amplificatori, strutture del palco e pavimento, ha distrutto con successo molte apparecchiature audio, ma la chitarra è rimasta completamente intatta.
Stampa 3D dell’orchestra di domani
Più in pratica, la stampa 3D viene utilizzata per lo sviluppo e la prototipazione di nuovi strumenti di alta qualità. Anche ottone. Tradizionalmente, gli ottoni come il trombone sono realizzati a mano e realizzati in ottone, due fattori che portano al costo relativamente elevato dello strumento. Un progetto congiunto tra LOOP 3D e il musicista di trombone Peter Körner ha cercato di ridurre i costi di produzione dello strumento e i tempi di consegna utilizzando la produzione additiva. In particolare, si sono proposti di riprodurre la sezione della campana a vite, che è l’estremità svasata dello strumento dove finalmente emerge il suono. Una volta installata sul trombone, la campana stampata in 3D aveva un buon suono rispetto al tradizionale strumento interamente in ottone.
Più recentemente il batterista dei Panic! At The Disco, Dan Pawlovich, si è rivolto a Stratasys Direct Manufacturing per stampare in 3D diverse iterazioni dei suoi rullanti. Non solo un prototipo ma la vera batteria da utilizzare durante il tour della band. Gli ingegneri di Stratasys hanno utilizzato sia la sinterizzazione laser di un composito Nylon GF sia la modellazione a deposizione fusa dell’ABS per produrre i rullanti. Dopo un paio di iterazioni Pawlovich ha riferito che i tamburi suonavano proprio come o addirittura meglio di quelli tradizionali. “Ero contro due pesi massimi di rullanti”, ha detto. “Alla prima prova dello spettacolo, ho installato il mio rullante stampato in 3D e ho subito iniziato a ricevere complimenti. Il nostro tecnico del suono e i tecnici non potevano vedere quale rullante stavo suonando dai loro posti fuori dal palco. Hanno solo detto quanto suonava bene”.
In un altro caso, l’ingegnere di Formlabs Brian Chan si è sfidato a creare un violino acustico perfettamente funzionante per celebrare l’uscita di una nuova resina bianca. Ha rapidamente iterato diversi modelli. Alla fine, il terzo e ultimo violino consisteva in 26 parti stampate in 3D che sono state stampate in cinque stampe notturne su una Form 2. Tutto l’hardware aggiuntivo, come corde, viti e aste in fibra di carbonio, è facilmente ottenibile.
“Una volta che il progetto è stato finalizzato e ho portato a casa il violino per scrivere e registrare la traccia, sono rimasto estremamente sorpreso dal suono”, ha detto Rhett. “L’intero progetto ha completamente sfidato la mia prospettiva su ciò che può essere creato con successo con una stampante 3D, ed è emozionante e stimolante vedere cose come questa nella mia vita ed essere coinvolto nel processo di creazione”.
Ma la stampa 3D non deve necessariamente essere il prodotto finale, può anche essere un mezzo per un fine. Di recente, il talentuoso liutaio Kevin Baslé ha collaborato con Autodesk per creare un nuovo processo di produzione per violini elettrici. Il metodo risultante ha utilizzato il design generativo in Autodesk Fusion 360 e ha combinato le parti migliori dell’artigianato umano e della tecnologia di produzione digitale.
Baslé ha progettato e realizzato il violino GD con l’aiuto degli ingegneri dell’Autodesk Technology Centre di Birmingham, nel Regno Unito. Dopo aver generato diversi design, ne è stato scelto uno preferito e la produzione è iniziata. Storey 3D ha stampato il prototipo iniziale presso l’Autodesk Technology Centre di Birmingham per garantire che il progetto selezionato funzionasse perfettamente prima di andare avanti. Storey ha poi mostrato a Baslé come il corpo potrebbe essere fresato da un singolo blocco di legno utilizzando una fresa CNC. Da lì, toccava a Baslé aggiungere gli ultimi ritocchi usando le sue abilità, i suoi strumenti e il suo occhio artistico. I risultati sono stati una perfetta melodia di tradizione e innovazione.
