Nyckelharpa, utskrift med 3D-skrivare

Jag har börjat konstruera följande nyckelharpa. Jag har byggt två harpor enligt Sören Åhkers modell, båda är helt spelbara. Följande harpa har jag tänkt bygga i form på samma sätt som en fiol med i princip jämnhöga sarger. Lock och botten urholkas/formas som på en fiol vilket betyder att jag kan justera nyckelharpans resonanser enligt samma principer som på en fiol då plattorna inte längre är jämntjocka. Jag uppfattar också att harpan kan byggas snabbare och lättare i form än genom att såga ut den ur grovt virke.

nyckelharpa

Eftersom jag uppfattar att nycklarna och nyckellådan ger upphov till en hel del petande och arbetet dessutom tar mycket tid tänkte jag experimentera med att skriva ut nycklarna i plast med hjälp av 3D-skrivare. Det blir naturligtvis en hel del arbete att konstruera nycklarna för den första harpan men i fortsättningen bör nycklarna kunna framställas billigt med mycket lite besvär.

Konstruktion av en nyckel för 3D-utskrift

Jag har använt programmet OpenSCAD för att konstruera nycklar. Programmets fördel är att komponenten konstrueras som ett program och inte görs grafiskt från början till slut. Då komponenten konstrueras i textform kan man parametrisera många detaljer vilket gör det enkelt att återanvända konstruktionen i en grundnyckel i andra nycklar.

Nedanstående exempel är mycket primitivt men det kan antagligen illustrera vad jag försöker göra. Det finns en hel del ”hårdkodade” konstanter i konstruktionen men jag putsar upp listningen senare.

nyckelharpa_key

Den beskrivning som behövs för att skapa en nyckel kan t.ex. se ut på följande sätt:

// Body of a nyckelharpa key
// Nyckel för kromatisk nyckelharpa
// (c) 2014 Lars Silén
// Konstruktionen är i princip dimensionsfri men måtten i
// programlistan kommer på slutändan att vara mm.
 
// Variables
 
Body_len = 60;
Body_thickness = 8;
Body_width = 18;
Wall_thickness = 1.5;
PegBoxHoleW = 10;
 
// Discant side part going through the key box side
ALen = 20;
BLen = 20;
Slice = 3;
 
Cut_out_rect_len = 30;
Cut_out_width = Body_width - 3;
Cut_out_thickness = 2*Body_thickness;
 
// The actual pressed key part of a nyckelharpa key
// Creating the actual key part
translate(v=[-Body_len/2-ALen-BLen/2+1,-2,0]){
rotate(a = [0,0,15]){
cube(size=[BLen,Slice,Body_thickness],center=true);
}
}
translate(v=[-Body_len/2-ALen-BLen/2+1,2,0]){
rotate(a = [0,0,-15]){
cube(size=[BLen,Slice,Body_thickness],center=true);
}
}
translate(v=[-Body_len/2-ALen-BLen/2+1,0,0]){
rotate(a = [0,0,0]){
cube(size=[BLen,Slice,Body_thickness],center=true);
}
}
 
// End that goes into the peg box bass side
translate(v=[40,0,0]){
cube(size=[20,PegBoxHoleW,8],center=true);
}
 
// Part going through the discant side key box
translate(v=[-(Body_len/2)-ALen/2,0,0]){
cube(size=[ALen,PegBoxHoleW,8],center=true);
}
 
// Main body of the key
difference(){
cube(size = [Body_len,Body_width,Body_thickness],center=true);
translate(v=[3,0,0]){
// Remove cut out
cube(size =[Cut_out_rect_len, Cut_out_width, Cut_out_thickness], center=true);
}
// Round cut out for lower keys bass side
translate(v=[(Cut_out_rect_len/2)+4 ,0,0]){
cylinder(h=20,r=(Body_width - 2*Wall_thickness)/2,center=true);
}
 
// Round cut out for lower keys discant side
translate(v=[-(Cut_out_rect_len/2)+4,0,0]){
cylinder(h=20,r=(Body_width - 2*Wall_thickness)/2,center=true);
}
 
// Hole for the peg
translate(v=[-(Body_len/2)+4,0,0]){
cylinder(h=20,r1=2,r2=3,center=true);
}
}
 

Då koden kompileras genereras nyckeln som kan ses på bilden ovan. Koden kommer att köras genom ett andra 
kompileringssteg som genererar styrkod för 3D-skrivaren.

Etiketter: , , ,

10 svar to “Nyckelharpa, utskrift med 3D-skrivare”

  1. Naoki Ogawa Says:

    cool! I also think that the digital modeling about nyckelharpor is meaningful activitiy in the sense of technical succession. Well,,, how about CNC routings? 3D-printing takes a long time to finish surface of models. A CNC machining using urethane-based chemical wood is faster and cheaper than 3D-printing, I think so. Stay fabbing! —nyckelharpan i japan, Naoki Ogawa

    • Lars Silén: Reflex och spegling Says:

      I think CNC routing would be a good method. I actually looked into having the keys (nycklar) cut using water jet or laser a few years ago. Never did it due to fairly high cost for one off production. Trying to make the keys using a 3D printer is perhaps more a question of finding a good reason why I need a 3D printer 😉 to play with (ordered).

      A perhaps as interesting project will be to build a nyckelharpa using violin building technique where top and bottom are hollowed out from thicker material and the sides are built in a similar way as on a violin or a cello. I think this way of building would improve the sound greatly because it would be easy to set at least the basic resonances in proper places.

      The main problem with the nyckelharpa design, as I see it, is that it uses a bent top made from 4 … 4.5 mm thick spruce. This means that it is very difficult to control the M2 and M5 resonances of the top/bottom. If the main resonances don’t work it means that it is difficult to get a good sound on the lower G and C strings.

  2. Niklas Willén Says:

    CNC är dyrt om man gör legobeställningar. Det finns dock en maskin som heter Handibot som gör det möjligt att köra CNC-fräsning hemifrån. Man kan köpa en från USA, jag tror att det går loss på ca 20-25 tusen kronor: https://handibot.com/.

  3. Mattias Says:

    Hej Lars!

    Helt fantastiskt! Jag har med ljus och lykta varit på jakt efter någon som har samma idé som mig kring nyckelharpa – 3D-skrivare. Du har dessutom realiserat idén!
    Jag är väldigt intresserad av det du gör och vill gärna komma i kontakt med dig via mejl om det är möjligt.

    Ha de fint!
    Mattias

    • Lars Silén: Reflex och spegling Says:

      Hej Mattias. Jag har diskuterat saken bl.a. med Leif Kronqvist http://www.leifkronqvist.fi/index_sv.htm som är instrumentbyggare i Österbotten i Finland. Han har byggt
      några nyckelharpor och han har grovfräst nycklar. Men gör en halvmall och kör med fräsbett försett med kullager.
      Systemet verkar fungera bra och man producerar ämnen för nycklar rätt snabbt. Nycklarna efterbehandlas med kniv.
      Jag kollar upp om jag har några bilder på egna experiment med fräsning av nycklar.

      Jag har också en helt ny variant av nyckelharpa byggd ungefär till hälften där nyckelmekanismen blir helt i
      vattenskuren metall och där nycklarna vid strängarna alla ligger i samma plan. Jag kommer att beskriva det
      här instrumentet senare bara jag får tid att bygga det färdigt.
      /Lasse

      • Mattias Says:

        Mina funderingar kring nyckelharpa/3D-skrivare kretsar kring leken. Jag har en gammal nyckelharpa vars ljud jag tycker väldigt mycket om men leken är inte den bästa. Problemet med leken på en nyckelharpa är att den är byggd i trä och trä är ett ”levande” material och rör på sig. Det innebär att man måste kompromissa vilket i sin tur leder till att den önskvärda millimeterprecisionen uteblir. Att skriva ut en lek i plast, helst med liknande densitet som trä, med 3D-skrivare hade löst detta problem. Man slipper trä som expanderar/komprimerar och det går därmed att göra en lek som är väldigt ”tight” och exakt.

        En nyckelmekanism i metall låter intressant. Är det alltså bara nycklarna eller även leklådan? Ser fram emot beskrivning och gärna bilder.

        Mvh
        Mattias

      • Lars Silén: Reflex och spegling Says:

        Jag har skrivit ut en hel del delar för min nya nyckelharpa. Instrumentet
        är av helt ny typ och således i praktiken ett nytt instrument med viss
        släktskap till en konventionell nyckelharpa.

        Nyckelmekanismen är vinklad i förhållande till strängarna vilket gör att
        alla nycklar då de görs tunna (lämpliga för 3d printning) kan läggas i samma
        plan.

        Resonanssträngarna löper som i en hardangerfela under nyckelmekanismen.

        Tanken är ytterligare att göra kroppen i två kamrar så att man kan
        ändra Helmholzresonansen genom att trycka in/dra ut en spak.

        Det blir intressant att se vad det blir. Jag hoppas ha den färdig
        till Österbybruk i juni 2017.
        /Lasse

      • Mattias Says:

        Detta låter väldigt intressant! Det vore kul om du ville lägga ut bilder, video och ljudexempel =)
        /Mattias

  4. Jack Says:

    Hi Lars,
    I don’t really speak Swedish, did you end up 3D printing it in the end? I’m trying to model a moraharpa at the moment and make it with a laser cutter, I was wondering how much of the nyckelharpa did you model and how much you printed?

    • Lars Silén: Reflex och spegling Says:

      Hi Jack
      The body and the neck are wood and mosto of the rest will be 3d printed at least initially.
      I am changing the model a lot so it will essentially be a completely new instrument.
      So far I have printed the ”nyckellåda” for the keys and designed keys for printing. The
      nyckel design is also very different with very narrow keys in narrow slots. Setting the
      keys at an angle in relation to the strings I am able to put all three key rows in the same plane.
      The neck is designed as a lute with the tuning mechanism in 90 deg angle to the neck.
      I hope to have it finished till next summer.
      /Lasse

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s


%d bloggare gillar detta: