Simulation Computer mit absolutem Gehör

Redakteur: Karl-Ullrich Höltkemeier

Die Enzenauer Flügel-Manufaktur setzt auf digitale Simulationstechnik, um die Akustik ihres neuen Konzertflügels zu optimieren. Dazu berechnet das Engineering-Unternehmen Tecosim das Resonanzverhalten des Gussrahmens. An dem Forschungsprojekt ist außerdem das IfG – Institut für Gießereitechnik – beteiligt.

Firmen zum Thema

Konzertflügel: aktuelles Simulationsmodell
Konzertflügel: aktuelles Simulationsmodell
(Bilder: Tecosim, Enzenauer)

Jeder Pianist träumt vom perfekten Klang seines Konzertflügels. Doch die Optimierung eines so komplexen Instrumentes ist eine große Herausforderung. Schließlich besteht ein Flügel aus vielen tausend miteinander interagierenden Einzelteilen, seine Konstruktion beruht vor allem auf einem über Jahrhunderte gewachsenen und perfektionierten Erfahrungswissen.

Der Klavier- und Cembalobaumeister Jan Enzenauer hat diese Herausforderung angenommen und arbeitet an einem Konzertflügel, der 2014 erstmals gebaut werden soll. Handwerkliche Traditionen sind für den Perfektionisten dabei wichtig, aber Enzenauer setzt darüber hinaus auf digitale Simulationstechnik, um seinen Flügel optimal abzustimmen.

Die entsprechende Berechnung ist extrem aufwendig

Im Mittelpunkt steht dabei der Gussrahmen, in welchen die Saiten des Flügels eingespannt sind: Die konsonanten Klanganteile des aus Gusseisen mit Lamellengraphit (GJL) bestehenden Rahmens sollen durch eine Optimierung des Designs erhöht werden. Die entsprechende Berechnung ist extrem aufwendig, weil das Bauteil sowohl als statisches Element des Instruments dient, das die Kräfte der Saiten aufnimmt, zugleich aber als akustisch aktives Element die Schwingungen der Saiten auf den Resonanzboden überträgt.

Bei der simulatorischen Berechnung und Optimierung arbeitet die Enzenauer Flügel-Manufaktur mit dem Engineering-Unternehmen Tecosim zusammen, das eine lange Erfahrung mit Computerberechnungen für die Autoindustrie und andere Branchen hat. Für die Musikinstrumentenindustrie stellt dieser Wissenstransfer einen visionären Schritt mit Vorbildcharakter dar.

Digitales Modell des Gussrahmens samt Saiten und Übergängen

Am Standort Köln haben die Tecosim-Ingenieure dazu aus Computer-Aided-Design-Daten (CAD) ein digitales Modell des Gussrahmens samt Saiten und Übergängen zum Korpus des Flügels erstellt.

„In dem Modell ist jede einzelne Saite so beeinflusst worden, dass sie genau in den Frequenzen schwingt wie im wirklichen Instrument“, sagt Projektleiter Torsten Kroschwald. Im Frühjahr 2013 laufen nun die Berechnungen und Optimierungen. Die Ingenieure messen dabei die Übertragungsantwort des Gussrahmens an den Resonanzboden, um den Klang des Instruments zu beurteilen.

Erste Ideen für das Vorhaben tauschten Jan Enzenauer und Mark Gevers, Niederlassungsleiter von Tecosim in Köln, vor zwei Jahren aus. Die Enzenauer Flügel-Manufaktur hat außerdem auch das IfG – Institut für Gießereitechnik als Partner gewonnen. Gefördert wird das Forschungsprojekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Diese wegweisende Zusammenarbeit ist nicht nur für die Musikinstrumentenindustrie wichtig, sagt Michael Enzenauer: „Unsere Erkenntnisse sind beispielsweise auch für die Automobilindustrie interessant, denn bei der Entwicklung neuer Automodelle geht es ebenfalls darum, Schwingungen zu kanalisieren und in einem klar definierten Teiltonbereich zu intensivieren oder zu absorbieren“. (hö)

Artikelfiles und Artikellinks

(ID:40194050)