Vědci z Univerzity Tomáše Bati vyrábí violoncella na 3D tiskárně

“Zjišťovali jsme u materiálů, jestli na to sedí. U jednoho byl například zvuk příliš ostrý ve výškách, druhý byl třeba akusticky lepší, ale nevydržel po mechanické stránce, materiál musí odolávat velkému napětí,” řekl Tomáš Zvoníček, který se v rámci doktorského studia věnuje vývoji violoncella a studiu akustických vlastností. Před třemi lety dokončil magisterské studium na FT a začal se věnovat 3D tisku. “V mém rodném městě Přerově jsem začal spolupracovat s firmou Sensio.cz. Kromě samotné technologie tisku byla pro mě zajímavá i problematika akustických vlastností 3D tištěných materiálů, a to byl motiv pro návrat na fakultu,” uvedl Zvoníček.

Violoncello je vyrobeno zejména z materiálu PET-G, PET materiál se používá i pro výrobu běžných plastových lahví. “Materiál PET-G je typický pro zpracování na 3D tisk, je vhodný z hlediska pevnosti a chemické a teplotní odolnosti. Čím my do toho vstupujeme, jsou jeho akustické schopnosti. A tam si pohrajeme z hlediska materiálu i z hlediska tvaru, který jsme schopni vyrobit díky technologii 3D tisku,” uvedl Zvoníček. Pro některé části nástroje se používá kombinace materiálů, například polykarbonát s uhlíkovými vlákny.

Hudební nástroje tištěné 3D mají podle Zvoníčka řadu výhod. “Violoncello je poměrně hlasitý nástroj. MyCello nemá ozvučnou část, a proto je mnohem méně hlasité. Zvuk se přenáší přes zabudovaný snímač s elektronikou do výstupu, takže abyste slyšeli plnohodnotně, stačí si nasadit sluchátka. To je také výhoda pro hráče na violoncello, kteří potřebují cvičit tak, aby je neslyšeli ostatní členové domácnosti nebo sousedé, které může hraní rušit,” uvedl Zvoníček. Nástroj z 3D tiskárny je také možné upravit na míru a vytisknout v různých barvách, je také lehčí a skladnější.

“Pracujeme na zlepšení mechanicko-akustických vlastností. Z tohoto pohledu nás zajímají dvě věci. Jednak je to samotný materiál, ze kterého tiskneme. Ten má na snímání zvuku podstatný vliv. Důležitá je ale také vnitřní struktura vytištěných částí nástroje. Další výzvou je zkrácení tiskového času, který je aktuálně okolo 100 hodin,” uvedl ředitel ústavu fyziky a materiálového inženýrství FT a školitel Zvoníčka Petr Smolka.

Výzkum akustiky plastu je podle ředitele firmy Sensio.cz Jana Tobolíka unikátní. “Kupříkladu automobilky potřebují plastem zvuk utlumit, my oproti tomu potřebujeme co největší rezonanci. Některé materiály jsou na bázi kukuřičného škrobu a při tisku pak voní, jako by se pražil popcorn,” uvedl Tobolík.

Violoncello vyzkoušela členka orchestru zlínské filharmonie Věra Kousalíková. “Hrálo se mi dobře, pohodlně. Když se tam dají kvalitní struny a dobře se to ozvučí, může to být použitelný nástroj,” uvedla hudebnice, kterou zaujala skladnost a možnost převozu.

Zlínští vědci pracují na druhé verzi 3D tištěného violoncella určeného pro profesionální hráče, které bude pevnější. Ve vývoji je 3D tištěná kytara, následovat by mohly housle.