3D-печать давно вышла за рамки простых пластиковых моделей. Сегодня эта технология используется для изготовления всего: от домов и деталей ракет до микроскопов и даже еды. После более чем шести лет экспериментов и усовершенствований бывший студент Йельского университета недавно представил ещё одно применение: виолончели и другие струнные оркестровые инструменты, напечатанные на 3D-принтере с использованием углеродного волокна, готовые для концертных выступлений.
Виолончель, появившаяся в XVI веке, — это настоящее инженерное чудо. Её мгновенно узнаваемые, звучные мелодии возможны только благодаря сложному взаимодействию типов древесины, геометрии, акустики и физических возможностей исполнителя. Даже внешний лак — это больше, чем эстетический выбор: тонкий слой используется для приглушения звука инструмента без ущерба для общего тона.
Эти факторы также делают виолончели серьёзной финансовой инвестицией. Приличный инструмент начального уровня может стоить более 600 долларов, а концертные модели — не менее 15 000 долларов. Кроме того, необходимо учитывать расходы на уход и обслуживание. Без регулярного ухода никакие деньги не спасут треснувший корпус или деформированный гриф. В совокупности все эти факторы мешают многим начинающим музыкантам попробовать себя в этом искусстве.
Элайджа Ли, виолончелист и выпускник Йельского университета по специальности «Биомедицинская инженерия», хочет предложить новое решение. Его новая компания Forte3D занимается изготовлением индивидуальных, настраиваемых и долговечных струнных инструментов из углеродного волокна и полимеров, напечатанных на 3D-принтере.
Ли впервые начал экспериментировать со слиянием инженерии и музыки ещё в старшей школе. Узнав о его увлечении проектами 3D-печати, директор оркестра предложил ему попробовать спроектировать виолончель, используя те же стратегии.
«Это происходило постепенно, но когда мы собрали первую полностью реализованную виолончель, я подумал: „Хорошо, вау, у нас действительно что-то есть“. Этот момент стоил всех усилий», — сказал Ли в университетском профиле.
Виолончель от Forte3D — это не просто копия классического инструмента. Вместо этого Ли и его коллеги изменили общую форму, чтобы использовать уникальные свойства своих материалов. В то время как деревянный корпус виолончели обычно имеет закруглённую верхнюю и заднюю части, в версии Forte3D используются плоские вогнутые панели из углеродного волокна с грифом и рёбрами, изготовленными из 3D-печатного полимера. При этом жизненно важные компоненты, такие как мост, подставка и гриф, по-прежнему изготавливаются из дерева, чтобы обеспечить привычный тон и акустическое присутствие. Благодаря гибкости проектирования с помощью файлов CAD каждый инструмент можно дополнительно настроить по толщине, форме и материалу.
«Поскольку мы используем собственные разработки… мы можем действительно настроить акустику», — пояснил Ли.
После успешного выступления на шоу Shark Tank Ли теперь продвигается вперёд, масштабируя компанию, чтобы охватить более широкую аудиторию, а также представляет более широкий спектр инструментов. Forte3D уже предлагает напечатанную на 3D-принтере скрипку, и есть планы добавить альт и контрабас в их линейку. В конечном счёте Ли хочет повысить доступность и долговечность инструментов.
«Музыка не должна быть ограничена ценой или хрупкой древесиной», — сказал он. «Ученик в сельской школе, гастролирующий профессионал или начинающий музыкант в любой точке мира может взять в руки одну из этих виолончелей и почувствовать то же богатство, тот же резонанс, те же возможности».
На данный момент цены Forte3D, конечно, не самые низкие. Их виолончель, напечатанная на 3D-принтере, стоит почти 3000 долларов, а скрипка — почти 1500 долларов. Однако это лучше, чем многие классические варианты. При увеличении институциональной поддержки легко представить, что однажды эти инструменты появятся в школах и общественных музыкальных программах. А пока одно только сочетание искусства и инженерии заслуживает аплодисментов стоя.
Статья впервые опубликована на сайте Popular Science.