Los ingenieros de Yale crean un violonchelo de fibra de carbono impreso en 3D que no se rompe ni se deforma
Los violonchelos y violines tradicionales de madera son delicados pero frágiles. Pueden agrietarse en climas secos, deformarse en condiciones húmedas y requieren un monitoreo ambiental constante. Un instrumento especializado puede costar decenas de miles de dólares, pero un vuelo equivocado o un cambio inesperado de temperatura pueden causar daños irreversibles. Esta fragilidad ha dejado durante mucho tiempo que los instrumentos de alta calidad sean inaccesibles para los músicos que viajan, los estudiantes en diferentes climas y los intérpretes que más necesitan confiabilidad.
La solución de Forte3D combina la tecnología de impresión 3D con estructuras de fibra de carbono. El equipo, dirigido por el estudiante de Yale Elijah Lee y el cofundador Alfred Goodrich, construyó el instrumento utilizando paneles planos de fibra de carbono y componentes de polímero impresos en 3D que mantienen su forma independientemente de las condiciones ambientales. La calidad del sonido coincide con la de los instrumentos tradicionales porque el equipo utilizó un diseño asistido por computadora para controlar con precisión cada elemento estructural y afinar la acústica. Estos instrumentos también incluyen alturas de cuerdas ajustables y mecanismos de afinación suaves, lo que los hace accesibles a instrumentistas de distintos niveles.
Diseñador: 3D mejorado
El proyecto surgió de un desafío práctico. El director de orquesta de Lee le preguntó si podía utilizar sus primeras habilidades en impresión 3D para diseñar un violonchelo que fuera fuerte, de bajo costo y fácilmente accesible para más personas. En lugar de simplemente copiar un diseño tradicional con nuevos materiales, Lee y Goodrich repensaron toda la estructura. Probaron diferentes espesores y configuraciones utilizando herramientas de diseño asistido por computadora y descubrieron que podían dar forma al sonido de una manera más controlable que los luthiers tradicionales. Esta precisión digital les permitió ajustar la acústica controlando cada parte de la estructura.
El diseño resultante rompe con la tradición de manera importante. Los paneles superior y trasero están hechos de fibra de carbono, con formas planas y cóncavas en lugar de formas esculpidas. Las nervaduras y el cuello están hechos de material polimérico impreso en 3D. Sin embargo, ciertos elementos clásicos siguen siendo los mismos y funcionan perfectamente tal como están. La columna sonora, el diapasón y el puente todavía se fabrican utilizando métodos y materiales tradicionales, creando un híbrido que respeta los principios acústicos y ofrece una durabilidad moderna.
La principal ventaja de la fibra de carbono es su estabilidad. A diferencia de la madera, que se expande y contrae con los cambios de la atmósfera, la fibra de carbono mantiene sus dimensiones independientemente de la humedad o la temperatura. Esto significa que los músicos pueden llevar sus instrumentos a actuaciones al aire libre, en diferentes climas e incluso en entornos extremos sin temor a sufrir daños estructurales. El material también elimina la necesidad de productos de mantenimiento especializados. Un simple paño y limpiadores domésticos comunes son suficientes para mantener estos instrumentos en buen estado.
Forte3D también aborda la cuestión de la comodidad al tocar, que impacta directamente en la técnica y la salud a largo plazo. Cuando la posición de las cuerdas es demasiado alta o demasiado baja, los músicos experimentan dolor en las manos y sus técnicas individuales se vuelven más difíciles de ejecutar. El equipo incorporó un sistema de altura de cuerdas ajustable que permite a cada intérprete mover las cuerdas hacia arriba y hacia abajo utilizando un dispositivo que viene con el instrumento. El violonchelo también incluye clavijas de afinación de movimiento suave y herramientas para bloquear el tono del lobo, la resonancia no deseada que afecta a ciertas notas del instrumento de cuerda. Las guías impresas garantizan que el puente esté en la posición correcta y todos estos elementos de diseño trabajan juntos para respaldar la comodidad al tocar y la producción de sonido.
La versión para violín sigue la misma filosofía. Los jugadores pueden ajustar la altura de las cuerdas para adaptarlas a sus necesidades y hay un orificio en la parte posterior del cuerpo para favorecer el flujo del sonido. Al igual que el violonchelo, viene con cuerdas y clavijas diseñadas para facilitar la afinación. Ambos instrumentos son resistentes a los cambios climáticos y a los impactos físicos que pueden dañar los instrumentos de madera. Para el equipo de Forte3D, estas herramientas no sirven para expresar estilo. Se centran en las necesidades reales de los músicos, lo que significa menos preocupación por los daños, una portabilidad más sencilla, un cuidado más sencillo y menores costes. El resultado es un instrumento que rinde homenaje a siglos de desarrollo acústico y, al mismo tiempo, libera a los músicos de las limitaciones que la madera siempre ha impuesto.
