一种具有可调节重心点及可更换槌头的鼓槌的制作方法与流程

[0001]
本发明属于鼓乐器技术领域，具体涉及一种具有可调节重心点及可更换槌头的鼓槌的制作方法。


背景技术：

[0002]
鼓槌是鼓乐器的敲打工具，传统的鼓槌通常由木质或尼龙材质制作而成，在使用中存在下述问题：
[0003]
1、木质鼓槌具有制造复杂，保存麻烦，使用周期短等缺点。由于木材本身密度，硬度，木材的年轮及年轮的走向都具有不确定性，制造过程中的烘干工艺方法及方式又对木材的垂直度和重心位置有二次改变，很难配出参数一致的一副鼓槌。木材对保存环境里温度湿度要求较高，保存过程中木材干燥过分，会使鼓棒手感太硬，非常易碎；干燥不足，鼓棒会变得很“粘手”，容易弯曲。木质的硬度有限，打击时间长，鼓槌头磨损后产生的木质碎末易渗入鼓皮边缘，对鼓皮产生摩擦伤害，通常一副鼓槌使用期限为3-6个月。尼龙鼓槌，震动量大，增加演奏疲劳，平衡感差。
[0004]
2、传统槌头样式大概分9款，槌头形状是影响鼓和镲片发音的主要部分。不同款式的槌头，带来的声音差别很大，正常敲击在节奏镲的身体部分，很容易就能分辨出不同。传统鼓槌是一体成型的，更换不了槌头。
[0005]
3、传统鼓槌的外形加工由槌尾到槌头逐渐变细，鼓槌的重心位置在鼓槌偏后端，平衡感差。鼓槌敲打过程中要求鼓槌前端受力，要求初学者去熟悉鼓槌，平衡度、力量感及手感难度较大。
[0006]
4、长时间演奏敲打鼓皮及镲片，鼓手对鼓槌的反弹力要求极高，槌肩不仅决定鼓槌的重心位置，对反弹力方面，起着决定性的作用。但传统的制造方法不能同时解决重心位置和鼓槌弯曲度(碳纤维是金属强度的5倍，可以保持15年不变形)的问题。
[0007]
5、传统鼓槌的外表面有一层清漆涂层加以保护起到防潮作用。但长时间打击乐器过程中，手心出汗会造成鼓槌脱手及滑落。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的是提供一种具有可调节重心点及可更换槌头的鼓槌的制作方法，由该方法并选用碳纤维材料来制作可连续微调重心点的鼓槌。由于碳纤维具有可塑性，可以把鼓槌做成中间空芯状的，在鼓槌中间空芯状内添加易调节重心点的构件，制造出符合人体工程学的鼓槌。空芯状的槌身内壁分多个厚度以及槌头为通孔结构，这两个设计在提高鼓槌垂直度和硬度的前提下，高度还原了木质材料鼓槌的回弹性。减少初学者掌握时间，提高打击乐器声音延展性，音量更大，声音更浑厚、延音更长。缩短工厂制造鼓槌周期，延长使用寿命。槌头与槌身的分离设计，极高的降低用户采购及保养成本更加便于携带。减少对木材环境的破坏。
[0009]
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0010]
一种具有可调节重心点及可更换槌头的鼓槌的制作方法，所述方法步骤如下：
[0011]
步骤一：槌身成型；将碳纤维单向带预浸布缠绕在阶梯状圆柱形的槌身成型工装上，缠绕后的外形为圆柱体，所述圆柱体的直径至少为槌身成型产品最大直径的110％，将缠绕完成的槌身成型工装插入槌身硅胶桶形固化模具中，再将槌身硅胶桶形固化模具放在槌身固化工装里，并把槌身固化工装禁锢好，将槌身固化工装放进热压设备中进行高温高压固化，用30-90min将槌身固化工装升温至120-180℃，恒温保持30-120min，恒温过程中处于槌身固化工装与槌身成型工装之间的槌身硅胶桶形固化模具会产生热膨胀，热膨胀后会给碳纤维槌身外表面加1-9mpa压力，之后，再用30-90min给槌身固化工装降温至20-60℃，从槌身固化工装里取出槌身硅胶桶形固化模具，再从槌身硅胶桶形固化模具里拔出槌身成型工装，用机加设备车铣槌身成型工装上的碳纤维槌身外表面，要求所述槌身型面尺寸与槌身成型产品尺寸控制在
±
0.1mm公差范围内，最后从槌身后面拔出槌身成型工装将槌身前端外壁攻丝；
[0012]
步骤二：槌身外表面处理；在槌身后端至前端1/5长度内，铺一圈碳纤维织物预浸料，接口处为对接，再铺一圈同等宽度的干碳布，接口处为对接；在槌身前端螺纹与槌身后端缠绕干碳布长度之间的区间内铺一圈芳纶纤维织物预浸料，接口处为对接，再在芳纶纤维织物预浸料上面铺一圈等宽度的、接口处为对接的耐高温可剥布，将耐高温无孔隔离膜从槌身后端与轴线呈25-60
°
角缠绕至槌身前端，每层接口处为搭接，耐高温无孔隔离膜两端用耐高温压敏胶带与槌身粘牢固；将缠绕完成的槌身放入真空薄膜袋中，在槌身前端至后端4/5距离处铺设透气毡，真空嘴给真空袋抽负压0.5-1.5mpa，20-30min后真空袋掉压少于0.025mpa，将放有槌身的真空袋放入真空热压罐中进行高温高压固化，用30-90min将真空袋升温至120-180℃，升温过程中真空嘴和热压罐同时给槌身加压至0.5-5mpa，恒温保持60-180min，再用30-90min将真空热压罐内温度降温至20-45℃，之后，拿出真空袋后依次除去：真空袋、所述透气毡、隔离膜及可剥布，取出复合材料的槌身；用抛光轮打磨一遍干碳布上残漏树脂；
[0013]
步骤三：槌头成型；将碳纤维单向带预浸布缠绕在阶梯状圆柱形的槌头成型工装上，缠绕后的外形为圆柱体，所述圆柱体的直径至少为槌头成型产品最大直径的110％，将槌头成型工装插入槌头硅胶桶形固化模具中，再将槌头硅胶桶形固化模具放在槌头固化工装里，并把槌头固化工装禁锢好，将槌头固化工装放进加热设备进行高温高压固化，用30-90min将槌头固化工装升温至120-180℃，恒温保持30-120min，恒温过程中处于槌头固化工装与槌头成型工装之间的槌头硅胶桶形固化模具产生热膨胀，热膨胀后会给碳纤维槌头外表面加1-3mpa压力，之后，再用30-90min把槌头固化工装降温至20-60℃，从槌头固化工装里取出槌头硅胶桶形固化模具，再从槌头硅胶桶形固化模具里拔出槌头成型工装，用机加设备车铣所述槌头外表面，要求槌头型面尺寸与槌头成型产品尺寸控制在
±
0.1mm公差范围内，最后从槌头后端拔出槌头成型工装，将槌头后端内壁套丝；
[0014]
步骤四：槌头外表面处理；在槌头外表面铺一圈芳纶纤维织物预浸料，接口处为对接，再在芳纶纤维织物预浸料上面铺一圈等宽度的、接口处为对接的耐高温可剥布，将耐高温无孔隔离膜从槌头与轴线呈25-60
°
角缠满槌头外表面，每层接口处为搭接，耐高温无孔隔离膜两端用耐高温压敏胶带与槌头粘牢固；将缠绕完成的槌头放入真空薄膜袋中，在槌头外表面铺设透气毡，真空嘴给真空袋抽负压0.5-1.5mpa，20-30min后真空袋掉压少于
0.025mpa，将放有槌头的真空袋放入真空热压罐中进行高温高压固化，用30-90min将真空袋升温至120-180℃，升温过程中真空嘴和热压罐同时给槌头加压至0.5-5mpa，恒温保持60-180min，再用30-90min将真空热压罐内温度降温至20-45℃，之后，拿出真空袋后依次除去：真空袋、所述透气毡、隔离膜及可剥布，取出复合材料的槌头；
[0015]
步骤五：槌身与槌头组合；将槌身前端与槌头后端螺纹连接；在槌身芳纶纤维织物预浸料外表面先喷一层底漆，等2-4h干燥后打磨一遍，光洁度达到ra0.1以上，再喷一层亚光面漆，等2-4h干燥后再打磨一遍，光洁度达到ra0.05以上；
[0016]
步骤六：安装滚珠丝杠；将滚珠丝杠由槌身后端装入槌身内腔中，所述滚珠丝杠靠近槌身前端一侧装配有轴承，滚珠丝杠靠近槌身后端一侧与堵头固定连接，滚珠丝杠上螺纹连接有配重块；并组合成鼓槌成型产品。
[0017]
本发明相对于现有技术的有益效果是：
[0018]
1、不改变传统鼓槌的外部形状，所有技术应用都在内部实现。演奏者可在现场快速无需工具的情况下连续微调重心点。由本发明的方法制作的鼓槌使用寿命长、价格低、易推广。
[0019]
2、利用碳纤维材料具有高强度高模量的特质，及表面处理后具有高硬度的特点；解决木质鼓槌存在使用周期短，槌身被镲片隔伤，槌头不耐用等缺点。
[0020]
3、从鼓槌空芯内加入滚珠丝杠设计，通过旋转丝杠带动上面配重块线性移动，可实现连续微量调节鼓槌重心点的目的。另外，空芯状的槌身内壁分三个厚度，将上述这两种设计结合起来可以同时解决力量感低，反弹力手感差等问题。
[0021]
4、槌头与槌体采用螺纹连接，可实现多种款式槌头只需携带一款槌体，更能为用户降低使用成本和携带时候的体积及重量。
[0022]
5、解决了木质材料制作鼓槌存在的工序冗长繁多，污染环境，工时长，优品率低，成本高问题。
[0023]
6、木质材料的鼓槌的防潮均采用在外表面清油涂层。鼓手长时间使用手心出汗后易出现：握不牢脱手现象；而碳纤维材料外表面固化后形成树脂与碳融合的介质层，不易留下汗渍甚至指纹。
附图说明
[0024]
图1是槌身成型工装示意图；
[0025]
图2是槌身硅胶桶形固化模具示意图；
[0026]
图3是槌身固化工装上模示意图；
[0027]
图4是槌身固化工装下模示意图；
[0028]
图5是槌身成型产品剖视图；
[0029]
图6是槌头成型工装示意图；
[0030]
图7是槌头硅胶桶形固化模具示意图；
[0031]
图8是槌头固化工装上模示意图；
[0032]
图9是槌头固化工装下模示意图；
[0033]
图10是槌头成型产品剖视图；
[0034]
图11是本发明的鼓槌成型产品剖视图。
[0035]
上述附图中涉及的部件名称及标号如下：
[0036]
槌身成型工装1、第一台阶1-1、第二台阶1-2、第三台阶1-3、槌身硅胶桶形固化模具2、槌身固化工装上模3、槌身固化工装下模4、槌身成型产品5、槌头成型工装6、台阶一6-1、台阶二6-2、槌头硅胶桶形固化模具7、槌头固化工装上模8、槌头固化工装下模9、槌头成型产品10、鼓槌成型产品11、滚珠丝杠12、轴承13、堵头14、配置块15。
具体实施方式
[0037]
具体实施方式一：如图1-图11所示，本实施方式披露了一种具有可调节重心点及可更换槌头的鼓槌的制作方法，所述方法步骤如下：
[0038]
步骤一：槌身成型；将碳纤维单向带预浸布缠绕在阶梯状圆柱形的槌身成型工装1上，缠绕后的外形为圆柱体，所述圆柱体的直径至少为槌身成型产品5最大直径的110％(以5a鼓槌为例：槌身成型产品5最大直径为14.3mm，则缠绕的圆柱体的直径为15.8mm)，将缠绕完成的槌身成型工装1插入槌身硅胶桶形固化模具2中，再将槌身硅胶桶形固化模具2放在槌身固化工装里，并(用螺丝)把槌身固化工装(将槌身固化工装上模3与槌身固化工装下模4对齐后)禁锢好，将槌身固化工装放进热压设备(如真空加热罐)中进行高温高压固化，用30-90min将槌身固化工装升温至120-180℃，恒温保持30-120min，恒温过程中处于槌身固化工装与槌身成型工装1之间的槌身硅胶桶形固化模具2会产生热膨胀，热膨胀后会给碳纤维槌身外表面加1-9mpa压力，之后，再用30-90min给槌身固化工装降温至20-60℃，从槌身固化工装里取出槌身硅胶桶形固化模具2，再从槌身硅胶桶形固化模具2里拔出槌身成型工装1，用机加设备(如五轴数控机床)车铣槌身成型工装1上的碳纤维槌身外表面，要求所述槌身型面尺寸与(最后要生产出来的)槌身成型产品5尺寸控制在
±
0.1mm公差范围内，最后从槌身后面拔出槌身成型工装1(空芯状的槌身内壁分三个厚度，可实现鼓槌在敲打受力过程中鼓槌前端1/4—1/8处产生微量弯曲。在提高鼓槌垂直度和硬度的前提下，还原了木质材料鼓槌的回弹性。用机加设备，如五轴数控机床)将槌身前端外壁攻丝；
[0039]
步骤二：槌身外表面处理；在槌身后端至前端1/5长度内，铺一圈碳纤维织物预浸料(要求树脂含量在35％-55％之间)，接口处为对接，再铺一圈同等宽度的干碳布(织物纤维丝束在3k以上，树脂含量为0，具有碳纤维整齐的凹凸纹理效果)，接口处为对接；在槌身前端螺纹与槌身后端缠绕干碳布长度之间的区间内铺一圈芳纶纤维(凯夫拉)织物预浸料(要求树脂含量在25％-55％之间)，接口处为对接，再在芳纶纤维织物预浸料上面铺一圈等宽度的、接口处为对接的耐高温可剥布，将(宽度为10-35mm)耐高温无孔隔离膜从槌身后端与轴线呈25-60
°
角缠绕至槌身前端，每层接口处为搭接(搭接宽度尺寸为5-15mm)，耐高温无孔隔离膜两端用耐高温压敏胶带与槌身粘牢固；将缠绕完成的槌身放入真空薄膜袋中，在槌身前端至后端4/5距离处铺设透气毡，真空嘴给真空袋抽负压0.5-1.5mpa，20-30min后真空袋掉压少于0.025mpa，将放有槌身的真空袋放入真空热压罐中进行高温高压固化，用30-90min将真空袋升温至120-180℃，升温过程中真空嘴和热压罐同时给槌身加压至0.5-5mpa，恒温保持60-180min，再用30-90min将真空热压罐内温度降温至20-45℃，之后，拿出真空袋后依次除去：真空袋、所述透气毡、隔离膜及可剥布，取出复合材料的槌身；用(羊毛)抛光轮打磨一遍干碳布上残漏树脂(鼓手长时间使用都不留汗渍甚至指纹。用凯夫拉材料做槌身前端可以提高槌身韧度，又不会提高硬度去伤害乐器中的镲片。用干碳布材料做槌
身后端可以提高握感，同时还具有排汗功能，减少震动量大对手指反馈的力度。干碳布与凯夫拉接触面的痕迹可以让使用者快速识别槌身把握位置)；
[0040]
步骤三：槌头成型；将碳纤维单向带预浸布缠绕在阶梯状圆柱形的槌头成型工装6上，缠绕后的外形为圆柱体，所述圆柱体的直径至少为槌头成型产品10最大直径的110％(以5a鼓槌为例：槌头成型产品10的最大直径为9.8mm，则缠绕的圆柱体的直径为11.7mm)，将槌头成型工装6插入槌头硅胶桶形固化模具7中，再将槌头硅胶桶形固化模具7放在槌头固化工装里，并(用螺丝)把槌头固化工装(将槌头固化工装上模8与槌头固化工装下模9对齐后)禁锢好，将槌头固化工装放进加热设备(如真空热压罐中)进行高温高压固化，用30-90min将槌头固化工装升温至120-180℃，恒温保持30-120min，恒温过程中处于槌头固化工装与槌头成型工装6之间的槌头硅胶桶形固化模具7产生热膨胀，热膨胀后会给碳纤维槌头外表面加1-3mpa压力，之后，再用30-90min把槌头固化工装降温至20-60℃，从槌头固化工装里取出槌头硅胶桶形固化模具7，再从槌头硅胶桶形固化模具7里拔出槌头成型工装6，用机加设备(如五轴数控机床)车铣所述槌头外表面，要求槌头型面尺寸与(最后要生产出来的)槌头成型产品10尺寸控制在
±
0.1mm公差范围内，最后从槌头后端拔出槌头成型工装6，将槌头后端内壁套丝；
[0041]
步骤四：槌头外表面处理；在槌头外表面铺一圈芳纶纤维(凯夫拉)织物预浸料(要求树脂含量在25％-55％之间)，接口处为对接，再在芳纶纤维织物预浸料上面铺一圈等宽度的、接口处为对接的耐高温可剥布，将(宽度为10-35mm)耐高温无孔隔离膜从槌头与轴线呈25-60
°
角缠满槌头外表面，每层接口处为搭接，耐高温无孔隔离膜两端用耐高温压敏胶带与槌头粘牢固；将缠绕完成的槌头放入真空薄膜袋中，在槌头外表面铺设透气毡，真空嘴给真空袋抽负压0.5-1.5mpa，20-30min后真空袋掉压少于0.025mpa，将放有槌头的真空袋放入真空热压罐中进行高温高压固化，用30-90min将真空袋升温至120-180℃，升温过程中真空嘴和热压罐同时给槌头加压至0.5-5mpa，恒温保持60-180min，再用30-90min将真空热压罐内温度降温至20-45℃，之后，拿出真空袋后依次除去：真空袋、所述透气毡、隔离膜及可剥布，取出复合材料的槌头；
[0042]
步骤五：槌身与槌头组合；将槌身前端与槌头后端螺纹连接(空芯状的槌头内壁分两个直径，大直径一端内壁套丝，与槌身小直径一端形成螺纹连接。小直径一端保持槌头为通孔结构，还原了木质材料鼓槌的回弹性，实现槌身与不同形状的槌头螺纹连接)；在槌身芳纶纤维(凯夫拉)织物预浸料外表面先喷一层底漆，等2-4h干燥后打磨一遍，光洁度达到ra0.1以上，再喷一层亚光面漆，等2-4h干燥后再打磨一遍，光洁度达到ra0.05以上；
[0043]
步骤六：安装滚珠丝杠12；将滚珠丝杠12由槌身后端装入槌身内腔中(根据槌身内腔深度截取滚珠丝杠12的长度)，所述滚珠丝杠12靠近槌身前端一侧装配有轴承13(起到固定及方便旋转滚珠丝杠12的作用)，滚珠丝杠12靠近槌身后端一侧与堵头14(优选为圆形堵头)固定连接(便于旋转滚珠丝杠12)，滚珠丝杠12上螺纹连接有配重块15(正反时针方向旋转堵头14同步带动滚珠丝杠12正反时针方向旋转，滚珠丝杠12的旋转会带动上面配重块15沿前后方向线性移动，从而可实现对鼓槌重心点连续微量的调节。连续微量的调节鼓槌重心点就可以同时解决力量感低，反弹力手感差等问题)；并组合成鼓槌成型产品11。
[0044]
具体实施方式二：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，步骤一中，所述阶梯状圆柱形的槌身成型工装1由头端至尾端依次设有第一台阶1-1、第
二台阶1-2和第三台阶1-3，所述第一台阶1-1、第二台阶1-2和第三台阶1-3直径依次增大，所述第三台阶1-3、第二台阶1-2以及第一台阶1-1三者长度的比例关系为6:1:1，第三台阶1-3、第二台阶1-2以及第一台阶1-1三者外壁直径的比例关系为0.8:0.5:0.3。
[0045]
具体实施方式三：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，步骤一中，将准备好的不同宽度和长度的碳纤维单向带预浸布分三次缠绕在阶梯状圆柱形的槌身成型工装1上，具体为：
[0046]
首先，从直径最小的第一台阶1-1缠绕碳纤维单向带预浸布，所述碳纤维单向带预浸布的宽度与第一台阶1-1的长度相同，当缠绕直径达到第二台阶1-2直径后停止缠绕；
[0047]
其次，从第一台阶1-1和第二台阶1-2开始缠绕碳纤维单向带预浸布，所述碳纤维单向带预浸布的宽度为第一台阶1-1长度与第二台阶1-2长度之和，当缠绕直径达到第三台阶1-3直径时即停止缠绕；
[0048]
最后，从第一台阶1-1、第二台阶1-2和第三台阶1-3开始缠绕碳纤维单向带预浸布，所述碳纤维单向带预浸布的宽度为第一台阶1-1长度、第二台阶1-2长度及第三台阶1-3长度三者之和。
[0049]
如图1及图5所示，以槌身成型产品5总长度400mm和最大直径14.3mm的5a鼓槌为例，槌身成型工装1的具体尺寸：第一台阶1-1、第二台阶1-2及第三台阶1-3长度分别为50mm、50mm、300mm，第一台阶1-1、第二台阶1-2及第三台阶1-3外壁直径分别为4.29mm、7.15mm、11.44mm)。
[0050]
具体实施方式四：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，步骤一中，步骤一中，所述碳纤维单向带预浸布采用与所述槌身成型工装1轴线相垂直、+45
°
以及－45
°
三个方向依次交替缠绕(可增加鼓槌成型产品11的轴向强度和韧度，避免使用过程中出现开裂现象)。
[0051]
具体实施方式五：如图6所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，步骤三中，所述阶梯状圆柱形的槌头成型工装6由尾端至头端依次设有台阶一6-1和台阶二6-2，所述台阶一6-1外壁直径大于台阶二6-2外壁直径，所述台阶二6-2与台阶一6-1两者长度的比例关系为1:1，台阶一6-1与台阶二6-2两者外壁直径的比例关系为2:1。
[0052]
具体实施方式六：如图6所示，本实施方式是对具体实施方式五作出的进一步说明，步骤三中，将准备好不同宽度和长度的碳纤维单向带预浸布，分两次缠绕在阶梯状圆柱形的槌头成型工装6上，具体为：
[0053]
首先，从直径小的台阶二6-2开始缠绕碳纤维单向带预浸布，所述碳纤维单向带预浸布的宽度为台阶一6-1的长度，当缠绕直径达到台阶一6-1直径后停止缠绕；
[0054]
其次，从台阶一6-1和台阶二6-2开始缠绕碳纤维单向带预浸布，碳纤维单向带预浸布的宽度为台阶一6-1长度与台阶二6-2长度之和。
[0055]
如图6及图10所示，以长度12.8mm和最大直径9.8mm的5a鼓槌椭圆形的槌头成型产品10为例，槌头成型工装6的台阶一6-1和台阶二6-2长度分别为10mm、10mm。台阶一6-1和台阶二6-2外壁直径分别为8mm、4mm。
[0056]
具体实施方式七：如图6所示，本实施方式是对具体实施方式六作出的进一步说明，步骤三中，所述碳纤维单向带预浸布采用与所述槌头成型工装6轴线相垂直、+45
°
以及－45
°
三个方向依次交替缠绕(可增加槌头成型产品10的回弹性，避免使用过程中出现开
裂现象)。

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