音质比较：3D打印与传统乐器

比较3D打印的夏威夷四弦琴（左）和标准木制乐器（右）。

音乐是一门艺术，但它也是一门涉及振动芦苇和琴弦，声波和共鸣的科学。声学研究可以帮助科学家即使使用高科技方法（例如3D打印）制成的乐器，也可以产生优美的音乐。

中国科学院大学的牛小玉和其他研究人员研究了3D打印的夏威夷四弦琴的音质，并将其与标准的木制乐器进行了比较。Niu将在2019年12月2日至6日举行的美国声学学会第178次会议上的演讲“ PLA 3D打印尤克里里琴和单板木质尤克里里琴的音质比较”中介绍该小组的结果，在圣地亚哥的科罗纳多饭店（Hotel del Coronado）。牛的演讲是今天（12月5日，星期四）举行的“音乐声学的一般主题”会议的一部分。

Niu小组研究的夏威夷四弦琴是使用3D打印机使用一种称为聚乳酸或PLA的塑料制成的。由于可以在低温下进行打印，因此这种物质已非常普遍地用于生产3D打印的对象。

牛在同样的拔毛力下发现，木制的夏威夷四弦琴比3D打印的夏威夷四弦琴响亮。研究人员还发现两种乐器的音色不同。木制乐器比3D打印的夏威夷四弦琴表现出更高的高频振动。

“我们发现3D打印乐器的A加权声压小于木制乐器的A加权声压，” Niu说。A加权用于说明人耳感知到的低频声音的相对响度。

为了解释这些差异，研究人员使用了称为COMSOL的软件包进行了计算机计算。他们首先在数学上对夏威夷四弦琴的形状进行了建模。使用声音共振和声学公式，他们能够解释标准的木制夏威夷四弦琴与新型高科技3D打印版本之间的区别。Niu和他的同事计划继续他们的工作，以进一步改进该数学模型。