发明内容

本发明的目的在于提供一种可标准化且批量生产的提琴琴弓的制作方法，以克服现有 提琴琴弓在材料方面、结构方面以及耐候性方面存在的不足。

由本发明的方法制作的提琴琴弓(以下简称琴弓)，是一种具体可以规格化及标准量 化生产的琴弓。所述琴弓包括小提琴、中提琴、大提琴及低音提琴琴弓。

本发明的方法把提琴发声原理与新型复合材料相结合，把传统手工制弓的声学工艺与 碳纤维相结合，从而在不改变传统材料琴弓音质和外部形状的前提下，去提高琴弓的强度、 抗张力、弹力以及稳定性等性能；同时达到高量产、高环保、免保养、低成本及规格化量 产，使碳纤维成为取代传统木质琴弓的新型材料。

利用本发明的方法制作的提琴琴弓运弓灵活、反应灵敏、发音丰满、音量和力度容易 控制。科学加大弓杆弧度更有利于琴弓的弹性，利于演奏者把力量传递到琴弦上；碳纤维 琴杆的设置提高了强度和耐候性，弓毛不易从弓杆断裂，演奏时弓杆不会摇晃；弓杆上端 的弓头处，分体式设计方便用户清洗或更换弓毛。

1、碳纤维原材料广、价格低。

2、订量化、质化参数指标；通过对海量顶级琴弓进行3D扫描建立数模；做应力力学有限元等分析，建立琴弓产品标准数据库，形成全品类系列产品线。

3、标准化海量生产；可制作大型弓杆碳纤维成型工装，一个碳纤维弓杆大板固化后 可切割出上百个弓杆，数控机床加工保持精度。通过碳纤维铺层设计，可达到演奏时弓杆 左右应力大，刚性高，不会发生弓杆前端左右摆动现象。

4、性能稳定；由本发明的方法制作的琴弓易维护、高硬度、高模量、轻质化、防酸碱及高湿高温下性能稳定，整个琴弓可以直接水洗和浸泡清理。方便更换弓毛，弓杆可以长期使用不变形。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种可标准化且批量生产的提琴琴弓的制作方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：弓杆前端件成型；弓杆前端件外部形状近似为数字‘7’，弓杆前端件的前端弯曲翘起，弓杆前端件的后端截面为圆形；弓杆前端件1的成型过程是：在弓杆前端 件成型工装上铺设：宽为88mm、长为650mm的碳纤维预浸料，碳纤维预浸料的铺层高 度为前低后高，高度由前至后的变化范围为4-5.5mm，每层碳纤维预浸料铺设厚度为 0.1mm，总铺设40-55层；在弓杆前端件成型工装上加装耐高温薄膜袋，用真空嘴抽负压 至0.5-1.5MPa，将铺叠的碳纤维预浸料压实，把弓杆前端件成型工装放入真空热压罐内加 温至90-180℃，加压至0.5-10MPa，铺叠的碳纤维预浸料经过60-300min固化成型；待真 空热压罐内温度降至40-60℃后取出弓杆前端件成型工装，去除弓杆前端件成型工装上的 耐高温薄膜袋，起下固化成型的碳纤维预浸料板，并将所述碳纤维预浸料板切割成宽 6.5mm、长580mm、高度与上述碳纤维预浸料的铺层高度变化范围相同的碳纤维条板， 最后沿碳纤维条板的平面方向将所述碳纤维条板修整为长为570mm、直径为3.5-5.0mm 的碳纤维圆柱体；

步骤二：弓杆前端件加工凸块和盲孔以及表面处理；将弓杆前端件弯曲一端定义为弓 杆前端件的前上端，在弓杆前端件前上端处加工一凸块，在弓杆前端件的后端面沿轴向开 盲孔，目的是与弓杆后端件相连接；对弓杆前端件表面进行光洁度处理，使其光洁度达到 Ra0.05以上；

步骤三：弓杆后端件成型及表面处理；需要先预制个长为200-250mm、外圆直径为5.5-7mm、壁厚为2mm的金属空心管；所述金属空心管的前端设有与弓杆前端件的盲孔相 匹配的金属销，在金属空心管外表面缠绕碳纤维织物预浸料，所述碳纤维织物预浸料的织 物纤维丝束在3K以上，并加装耐高温薄膜袋，用真空嘴抽负压至0.5-1.5MPa，将缠绕在 金属空心管外表面的碳纤维织物预浸料压实，把金属空心管放入真空热压罐内加温至 90-180℃，加压至0.5-10MPa，缠绕的碳纤维织物预浸料经过60-300min固化成型，待真 空热压罐内温度降至40-60℃后取出弓杆后端件成型件，去除耐高温薄膜袋，对弓杆后端 件成型件表面进行光洁度处理，使其光洁度达到Ra0.05以上，制成弓杆后端件；

步骤四：弓杆组装；将弓杆后端件的金属销紧密插入弓杆前端件的盲孔内，组合成弓 杆；

步骤五：前尾库和后尾库成型及表面处理；前尾库和后尾库的成型过程是：将碳纤维 织物预浸料分别铺叠在前尾库成型工装和后尾库成型工装上，铺叠在前尾库成型工装上的 每层碳纤维织物预浸料铺设厚度为0.1-0.2mm，总铺设40-80层，铺叠在后尾库成型工装 上的每层碳纤维织物预浸料铺设厚度为0.1-0.2mm，总铺设40-80层，分别在前尾库成型工装和后尾库成型工装上加装真空薄膜袋，用真空嘴分别抽负压至0.5-1.5MPa，将铺叠 的碳纤维织物预浸料压实，再把前尾库成型工装和后尾库成型工装放入真空热压罐内加温至90-180℃，加压至0.5-10MPa，铺叠的碳纤维预浸料经过60-300min固化成型，待真空 热压罐内温度降至40-60℃后取出前尾库成型工装和后尾库成型工装，去除耐高温薄膜 袋，起下前尾库成型件和后尾库成型件，分别对前尾库成型件和后尾库成型件表面进行光 洁度处理，使光洁度均达到Ra0.05以上；

步骤六：前尾库及后尾库与弓杆的装配；在前尾库背面加工有凹槽，将弓毛一端打结 捆绑后固定放入前尾库内，前尾库的凹槽与弓杆前端件的凸块相紧密配合固定，在弓杆后 端件的侧壁上沿长度方向开设长方形孔，将螺母与活螺栓均设置在弓杆后端件的内腔中， 且二者螺纹连接，活螺栓的端头抵靠在弓杆后端件的后端面上，螺母设置在长方形孔处并 与后尾库下端面固定连接，旋转活螺栓，螺母在长方形孔内往复移动，从而带动后尾库前 后移动，达到调整弓毛在弓杆上的松紧度的目的；

步骤七：琴弓总装；将后尾库移动到长方形孔最前端，拉紧弓毛至后尾库位置，将弓 毛打结捆绑后固定放入后尾库里面，最后旋转弓杆尾端的活螺栓，使后尾库向后端移动， 将弓毛达到规定的拉力值。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明采用碳纤维材料制作提琴的琴弓，因为 碳纤维材料具备高强度、高模量、轻质化、防酸碱，并在高湿高温环境下性能依旧稳定， 并且在铺叠过程中方便塑形等特性。在通过对传统木质琴弓科学全面的力学应力分析后， 挖掘碳纤维材料在其力学应力领域里具有的优异特性，在全部保留传统木质琴弓具备回弹 性等优点前提下，利用碳纤维工艺进一步提高琴弓的性能，使提琴发挥出全部的音域，提 升用户使用感受。本发明的优点具体表现在以下几方面：

1、用碳纤维制作琴弓弓杆，可达到永久顺直不侧弯，弧度固定适中，在出厂前琴弓的重心点可调节，并且弓杆硬度高、韧性强、弹力足且不软绵(传统木质琴弓由一根长度 约70cm、直径约4-6mm的整根木棍热烤手掰成型，材料的可塑性差、稳定性低)。

2、在碳纤维琴弓弓杆的弓头处，前尾库与琴杆顶头处优选采用燕尾形凸块与燕尾槽 相紧密配合的连接方式，使得结构更紧固，采用这种分体式设计方便用户更换或清洗弓毛 (清洗时，将前、后尾库及弓毛一同浸泡在清洗液中)，提高演奏效果，延长弓毛的使用寿命。

3、传统木质材质琴弓的弧度和韧性没有量化标准，琴弓弧度决定了琴弓的重心点、 硬度、韧性及弹力。在拉高强度曲子时，为了达到琴声能快速迸发跟上节奏，就需要演奏 者运弓过程中使很大的劲，琴弓的弧度直接影响到了演奏动作的连贯性和演奏习惯。碳纤 维材料能达到设计要求的任意弧度，还可以在琴弓弓杆上做成不同的直径从而实现韧性和 硬度的完美结合。

4、用碳纤维制作琴弓弓杆性能稳定，易于长时间使用，且方便保存。传统木质材质琴弓对保存环境要求苛刻，温度、湿度、日照等对琴弓性能影响极大，由于传统木质琴弓 的弯曲度都是烘烤手工掰弯形成，保存不当一年左右就会严重变形。用碳纤维材料去规格 标准化、系列化、批量化生产的琴弓，可以保证性能长期稳定。用户只需更换弓毛即可， 节约用户使用成本。

5、后尾库也采用碳纤维材料制作，减少采用传统方式制作后尾库对乌木等贵重木材 的消耗，在后尾库工装上有刻度标记，使初学者对弓毛的张紧度无需重新定位。

综上，利用本发明的方法制作的提琴琴弓重量轻，运弓灵活，琴音丰满。当演奏者运 弓时，手指对弓毛压力的轻重、内外弦地演奏变换，都可以完美实现。在不增加成本的前提下使琴弓和弓毛的可控性、稳定性和灵活程度都有了明显改善，琴弓各部位的演奏受力均衡，运行更为流畅好用。本发明可以形成一种提琴琴弓技术标准的系列产品，统一的行业规范有利于琴弓的高质量大规模量产。