Представляю вашему вниманию – Купчишин Александр – автор собственной разработки и создания этого удивительного инструмента – панфлейта.
Об авторе: Александр закончил Новосибирский государственный технический университет, факультет прикладной математики и информатики, специальность – математическое обеспечение и администрирование информационных систем. К созданию инструмента привел уникальный запоминающийся звук панфлейты, условно сложная форма, которая генерирует интересные сложные производственные задачи))
Помимо запуска производства инструмента, Александр также создал приложение и именно с него записывает с экрана видео-обучение аналогичное этому:
Александр принимает заказы на изготовление инструмента по своей разработке, которая позволяет учитывать и соответственно вносить корректировки в создание флейты с учетом ваших индивидуальных физиологических особенностей. Его контакты внизу рассказа ))
Свою историю он рассказал на “Хабре” , которую с его разрешения рассказываем тут …
Флейты, программист и производство
На объединение данных понятий мне потребовалось 5 лет и миллион рублей.
Я запустил производство флейт Пана Arra Lazur и продолжаю его развивать по настоящее время (2021г), при этом являюсь C++ разработчиком, преимущественно в области 3d моделирования для CAD/САПР (систем автоматизированного проектирования) и геометрических ядер.
Мне удалось достигнуть определенных успехов в этом деле и в этой статье я хотел бы поделиться ими, а также результатами проделанных экспериментов.
О панфлейте
Что же такое флейта Пана? Это музыкальный духовой инструмент. Является набором скрепленных между собой трубок различной длины. Музыкант дует на срез (лабиум) с одной стороны, а с другой трубки заткнуты пробками. Полученный внутренний объем трубки (игровой канал) определяет ее ноту.
Качественное звучание обеспечивается известными техническими аспектами [12], например:
- Диаметры трубок меняются логарифмически, постепенно от большего к меньшему. Это дает плавность изменения тембра на всем диапазоне звучания.
- Внутренние поверхности трубок должны быть гладкими, отполированными в “зеркало”. Это дает легкость звукоизвлечения и “чистоту” звука.
- Расстояние между игровыми каналами должно быть минимально. Это дает минимальную ширину инструмента и как следствие, увеличивает максимальную скорость игры.
- Пробки должны иметь вогнутую поверхность. Чем короче трубка, тем больше степень вогнутости. Это дает “мягкость” звучания высоких нот.
- Форма игровых каналов должна быть конусной (сужаться к верху). Это дает “отзывчивость” инструменту и снижает потребление воздуха музыкантом.
Методы производства
В большинстве своем такие флейты делаются из бамбука или тростника, поскольку этот природный материал уже имеет необходимую форму трубки. Главная проблема в нестабильности – невозможности иметь прогнозируемый, повторяемый результат.
Более современный подход – это вытачивание трубок на токарных станках. Тут основная проблема – это очень высокая трудоемкость.
Массовый и очень дешевый вариант производства – это литье пластмасс под давлением. Тут главная проблема – это невозможность менять параметры индивидуально под клиента, а также требуется реализация больших партий для амортизации оборудования/пресс-форм.
Хочется же получить технологию/алгоритм действий, исключающий недостатки вышеописанных подходов, выполнив которые, можно получить флейту высокого качества.
Также хочется иметь гибкость при производстве. Например, индивидуально менять степень изгиба флейты, в зависимости от биомеханики шеи/головы играющего.
Автоматизация
Начал свой путь с написания программы – автоматического генератора 3д моделей панфлейт, поскольку подавляющее большинство оборудования, с функцией автоматического изготовления чего-либо, использует эти самые 3д модели.
Так достаточно лишь запустить приложение (.ехе) с новыми параметрами, и получить сразу готовую 3д модель для преобразования в траекторию движения режущего инструмента станка с ЧПУ (числовым программным управлением).
Саму флейту описывают порядка 50-ти параметров: диаметры, толщины стенок, высота обвязки и т.д. Легкость перегенерации моделей поощряет эксперименты с этими параметрами и позволяет мне, например, измерив длину челюсти/рук и т.д., оптимизировать габариты/изгиб флейты под музыканта.
Далее я начал пробовать различные способы изготовления. Как результат многолетнего изыскания – это 3d печать флейты целиком с использованием композитных пластиков, дерево-наполненным пластиком для обвязки, угле-наполненным пластиком для трубок и фотополимерным пластиком для вставок с торцов (лабиум).
Сама сборка инструмента при таком создании напоминает конструктор “лего”, где все детали без усилий стыкуются друг с другом. Основной минус в ограниченном наборе возможных материалов.
Планы, перспективы, потенциал
- Будет очень удобно, если в пробки будут встроены петли, за которые специальным крюком их можно будет двигать для подстройки нот.
- Наматывать карбоновые трубки на отполированные стержни с использованием технологии препрегов (проще, чем вакуумная инфузия), а не печатать их из угле-наполненного пластика [3]. Тогда получится делать зеркальный внутренний канал.
- Фрезеровать обвязку из ценных пород древесины по уже отработанной технологии с изгибом [4], что просто эстетически красиво и прочнее, чем напечатанный пластик.
- Отливка из латуни лабиума (вставок с торцов) по технологии выжигаемых моделей [5], для прочности остро заточенных кромок.
Таким образом рендер 3d модели идеальной флейты Пана может выглядеть как-то так: Таким образом рендер 3d модели идеальной флейты Пана может выглядеть как-то так:
Итого
Удалось получить достаточно автоматизированную технологию изготовления флейт Пана, в которой без дополнительных накладных расходов могут вноситься изменения хоть в каждую выпускаемую единицу товара.
Но не все еще идеально. Есть аспекты, требующие улучшений, в связи с чем планирую продолжать работу над проектом.
Связаться с автором проекта можно так:
https://www.instagram.com/arra.lazur/
https://www.youtube.com/channel/UCVlFogcnEd2hL9x5DVbyb8Q
https://ru-ru.facebook.com/alexandr.kupchishin
P.S. Здесь опубликована лишь малая часть описанного пути-поиска Александром технологии и материалов. Тем, кому захочется узнать больше деталей, то заходите сюда: https://habr.com/ru/post/538914/
И для завершения нашего рассказа – запись Anrea Chira
J. B. Arban – The Carnival of Venice for Panflute and Strings