Simulation Neuen Klangerlebnissen auf der Spur

Erfunden von Eddie van Halen revolutionierte das sogenannte Tapping einst das Gitarrenspiel. Um dieses Klangerlebnis auch auf der akustischen Gitarre zu perfektionieren, setzt die Manufaktur Leviora für die Entwicklung ihrer Carbonfaser-Gitarren auf Simulation.

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Wäre hätte das gedacht? Eine so traditionsreiche Branche wie der Gitarrenbau profitiert von Simulation und kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen. Thomas Strieker von der Leviora Leichtbau Manufaktur nutzt Solidworks Simulation, um die Anzahl der Karbonlagen für die Decke des Resonanzkörpers zu optimieren und so neuen Klangwelten Tür und Tor zu öffnen.

Was Leichtbau im Gitarrenbau bringt

Eine Gitarre besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: Kopf, Hals und Korpus. Boden, Zargen und Decke bilden den taillierten Resonanzkörper („Korpus“), der typischerweise aus Holzlagen gefertigt wird. Doch lässt sich mit kohlefaserverstärkten Kunststoffen mit einem Zehntel der Lagenstärke im Vergleich zu Holz das gleiche oder gar bessere akustische Verhalten erzielen.

Gute Gitarren müssen sehr filigran ausgeführt sein und schnell auf das Zupfen der Saiten ansprechen. Sonst nimmt der Zuhörer nur ein undefinierbares Geräusch, aber keinen Ohrenschmaus wahr. Insbesondere gilt dies für das sogenannte Tapping, das Eddie van Halen, dem nach Jimi Hendrix bedeutendsten Erneuerer der Rockgitarre, erfunden hat: Mit kaum einer Berührung werden der Gitarre sehr schnell überraschende Töne in entlockt. Tapping ist nicht nur mit der E-Gitarre, sondern auch mit der akustischen Gitarre möglich.

Simulation entlarvt störende Frequenzen

Thomas Strieker, der bereits mit 15 Jahren begonnen hatte, Gitarren zu bauen, hat mit Solidworks die Resonanzeigenschaften einer Gitarrendecke modelliert und optimiert, auch, um das Tapping sauber spielen zu können. Über Solidworks Simulation lässt sich der Grund- und der 1. Oberton der Eigenschwingungen berechnen.

Was das Klangverhalten beeinflusst

Über die tief integrierte CAD/CAE-Tool-Suite kann zudem untersucht werden, wie sich die Gitarre durch den Auftrag von Massen akustisch tunen lässt: Es lässt sich berechnen, welchen Einfluss eine zusätzliche Karbonlage auf der Gitarrendecke auf das Resonanzverhalten hat.

„In Verbindung mit der Schäftung der CFK-Wabenstruktur hat die Belegungsstärke mit Kohlenstofffasern erheblichen Einfluss auf das Klangverhalten“, sagt Thomas Strieker zu den Feinheiten des Gitarrendesigns. Die Optimierung der Decke des Gitarrenkörpers fand anhand eines 2D-Modells in Solidworks statt.

Austausch fördert Innovation

Die DPS Software aus Leinfelden-Echterdingen bei Stuttgart steht in enger Verbindung mit Unternehmen wie Leviora und Striek Air von Thomas Strieker, die mit Simulation mehr aus ihren Produkten herausholen. Striek Air ist spezialisiert auf die Entwicklung kommerziell genutzter Drohnen und Leichtflugzeuge, die eine große Herausforderung darstellt, wie wir bereits berichteten.

* Der Beitrag basiert teilweise auf einer Pressemitteilung von DPS.

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