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Qwistle

首款完全可3D打印的CC-BY-SA标准六孔哨笛设计,发布于2014年

设计与起源

Four early copies of the Qwistle, printed for Dreaming Pipes backers
四个早期的Qwistle版本,为“Dreaming Pipes”支持者打印

Qwistle设计于2014年5月和6月。它最初基于更早期的“纸哨”设计(同样在本站提供),是专门为源自RepRap项目的FFF(熔融沉积成型)打印机设计的,这类打印机当时作为价格亲民、通常为自制的桌面级3D打印机正变得广泛普及。

直接推动该项目的是2014年3月至4月Dreaming Pipes Kickstarter众筹项目的成功。“六孔哨笛”STL套件是提供的奖励之一,最初构思为现有纸哨的FFF友好版本。很快人们发现,这是一个开发更宏大项目的机会:制作一款能够分发给大多数支持者并由其试打的哨笛,从而为3D打印乐器提供丰富的反馈。六孔哨笛的简单性结合传统曲目的音乐需求,使其成为了一个极好的测试平台;在设计和原型制作这款意在成为专业级乐器的过程中,投入了大量的时间和精力。


模块化STL套装与打印机限制

A laser-sintered & dyed Qwistle on display, 3D Printshow London 2014
2014年伦敦3D打印展上展出的激光烧结染色Qwistle

与所有Dreaming Pipes STL套件一样,Qwistle被设计为模块化的。这使得零件尺寸能够受到限制,从而可以在即使最小、最便宜的打印机上使用。当时在英国以约300-400英镑即可买到完全组装好的Printrbot Simple(Z轴高度约为100毫米),被选为标杆机型。

开发中使用的Orion和Ultimaker 2打印机的Z轴容量是其两倍多,但易用性是所有Dreaming Pipes套件的核心要求,且这两款都是贵得多的机器。零件在必要时被拆分,不仅是为了满足100毫米的限制,也是为了提升成品乐器的音色。特别是哨口(fipple)部分经过拆分,使得所有组件都可以在无需支撑的情况下打印,从而避免了因支撑导致的表面损坏,否则可能会破坏音色甚至导致哨笛无法发声。内置了调音滑管以实现精确的音高控制。


文件集设计、打印与精加工

Dreaming Pipes backer Bill Owens' Qwistle-derived tabor pipe
Dreaming Pipes支持者Bill Owens制作的源自Qwistle的塔波鼓笛

将乐器制作成3D打印文件集的最大挑战之一,是确保它能在尽可能多的打印机上制作出优秀的乐器。Dreaming Pipes项目提供了一个理想的实验机会,并测试了多种方法。

就Qwistle而言,该文件集被设计为“打印即用”,只需极少的精加工。所有接头均采用风笛风格进行螺纹密封,使用聚四氟乙烯(PTFE)密封带(在管道工商店很容易买到),以提供一种气密且可更新的密封。主要例外是哨口与吹口之间的接头,必须使用合适的填缝胶粘合。

哨笛有两个方面特别容易受到打印质量波动的影响:

  • 音阶调性,如果指孔打印得不够圆,音准会受影响。

  • 音色与发声,受吹口和哨口区域任何粗糙度或“毛刺”的影响。

这两个问题都可以通过成熟的哨笛微调技术轻松解决。


手工精加工与定制

Qwistles in a range of sizes and keys
不同尺寸和调性的Qwistle。最左侧且最小的Qwistle具有定制音阶,是专为在格拉斯哥Glad Cafe与Alasdair Roberts共同演奏《Hurricane Brown》而打印的

由于Qwistle依赖于手工精加工,因此其结果具有令人愉悦的开放性。虽然最初的目标是提供一种音色甜美、聚焦,音量适中(比纸哨更强),下把位清晰而甜美,高八度切换轻松,高音甜美且音阶调律良好的哨笛,但在实践中,拥有STL套件、3D打印机、细砂纸和基本哨笛微调知识的演奏者,可以将乐器调整为各种各样的声音风格。

对于具备CAD技能的用户,Qwistle的模块化设计也允许直接适配任何零件——吹口、气道、管身部分——以探索更多的变体。

这种定制潜力已经被充分利用并取得了良好效果。Dreaming Pipes支持者Bill Owens创造了一种全新的乐器,即源自Qwistle的塔波鼓笛。定制的Qwistle已被制作成多种音高、调性和内径规格;例如具有长笛般音色的大内径B♭和A调Qwistle,以及专为Alasdair Roberts的歌曲《Hurricane Brown》定制音阶的哨笛,并于2015年在格拉斯哥Glad Cafe演出。

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