2025年5月12日 星期一

木管樂器之熱處理?(05) 技術比較


[前言]


以下是官方對管樂器調律這個技術的研究過程的說明與整理比較,當然很有參考價值,因此一併介紹出來給有興趣的人研究看看。


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管樂器調律實際上到底是種怎樣的技術?


~融合傳統技術與革新的新型調整法


文:西部圭亮


的確會有人認為「管樂器調律=熱處理」,不過其實這兩種技術頗有不同。


管樂器的音響調整方法有各式各樣的方式,當中「熱處理」與「管樂器調律」是很容易被混淆成同樣的技術。一般而言,聽到在金屬上用火,心中可能浮現的都是使用高溫加熱來改變金屬性質的「熱處理」技術。不過「管樂器調律」這項技術中使用火的方法,和熱處理是大不相同的。


在這項技術中,是藉由火瞬間接觸表面,可以讓樂器原材中擁有的原始泛音平衡產生變化。換句話說,並不是使金屬軟化或硬化,而是一種調整金屬的振動特性的發想。從下圖的頻譜分析來看,也可以從視覺上看得出來經過調律處理前後的泛音成分是有出現變化的。


下圖為小號調音管經過調律處理前後的頻譜變化對比



順便一提,我自己幾乎嘗試過包含熱處理在內的所有樂器音響調整方法。不過,使用以往的方法,卻很難獲得真正希望的音響變化,因此我只好一直持續尋找還有沒有甚麼更好的方法....。


而相當於我在調律技術上的老師、也是思考出這個技術的和田守弘先生,是藉著骨董樂器的研究,才發現出這個方法。他認為「既然一百年前、各種加工技術尚未完備的狀況下,也能製造出名器;這表示很久以前就有使用原始方法做出好樂器的秘訣,這是毫無疑問的」,他也是用這樣的想法來繼續他的研究。


其實從一百年前的樂器製作開始,到現在的管樂器維修當中,本來就經常有廣泛使用火的需要,因此我們是利用消去法將各種不適合的調整手法一一刪去,經過這樣的嘗試,結果最終找出了最有效的方法,而構成目前我們使用的技術。


「熱處理」與「管樂器調律」有何不同?


首先,為了不要讓大家誤會「熱處理」這個名詞,有必要重新解釋說明之。


所謂的「熱處理」,主要是將金屬或合金等等材料,加熱到特定的溫度,之後在控制其冷卻的過程,將原始材料中的物理與機械特性加以改變的技術。而這個技術之目的,通常是調整金屬的硬度、強度、韌性、耐久性、加工性,而廣泛地應用在各個領域中。


而黃銅(銅與鋅的合金)是使用在管樂器或很多機械零件、裝飾品等等不同用途的常用材料,通常也會為了將這種材料的特性最佳化,而進行熱處理。而在黃銅上使用的熱處理,主要有「退火」、「高溫退火」、「淬火」、「時效硬化」、「緩和應力退火」等等。


所謂的「高溫退火」,是加熱黃銅後,再慢慢冷卻,使材料軟化以提升加工性的方法。而「退火」的加熱溫度要比高溫退火低一些,是為了消除內部應力、提高尺寸穩定性、降低脆性的方法。「淬火」,通常是利用快速冷卻的方式來提升硬度與強度的手法,不過在黃銅上卻無法大幅度提升硬度。至於「時效硬化」,是針對特定的黃銅合金來提升硬度與耐磨耗性的方法。「緩和應力退火」,則是用來緩和鍛造後的內部應力,防止變形與龜裂。


很明顯,這些不同的熱處理手法,是根據用途與目的來區分使用,來達成最大限度發揮黃銅特性的重要任務。


從以上的敘述,可以看出「熱處理」主要是用來改變材料本身特性的方法。


而「熱處理」和「管樂器調律」最大的不同點,還是後者的變化的方向可以修正無限多次


以往在這些「熱處理」或改變原材特性的手法中,想要進行「希望讓振動再稍微緊密一點」

或「希望稍微降低一點阻力」等等微調整的需求,是非常困難的。但在「管樂器調律」中,聲音變化的方向性可以在之後再改變,而且因為並不是改變原材的特性,並不會消除原本樂器製造商的特有個性。


另一個重大的差異點,則是「管樂器調律」這個技術,可以應用在木材、塑膠、到金屬等許多廣泛的材質上


一開始,這個技術還在研究階段時,就推測過這是否是由熱造成的效果?或者是否只有金屬才有效果?之類的問題。因此我們做了實驗去比較在熱處理爐中做過250度加熱五十分鐘(即一般說的用來消除應力的退火程序)的吹嘴,以及做過管樂器調律(利用熱影像攝影機量測出表面溫度大約是40度左右)的吹嘴,發現了明顯處理之後的聲音傾向不相同、或木材與塑膠也能得出同樣效果等等以往理論很難說明的現象。當然,我們也做了許許多多無法在此一一道盡的實驗。


總結起來就是...


*熱處理=改變金屬之硬度、強度等等物理性質的技術。


*管樂器調律:雖然是使用火焰,但其目的只不過是調整原材的振動特性,並不會改變原材的組織或硬度。


技術之確立與一流職業演奏家的共同研究


和田守弘先生與筆者(西部圭亮),為了將這項技術推進到更實用的程度,長年反覆進行測試與改良。從薩氏管到低音號為止,和許許多多不同樂器的第一流職業演奏家共同進行實驗,驗證怎樣的變化對演奏來說是最適合的。其結果就是確立了產生出最適合每一種樂器特性變化的「調律範圍」。


另一個特點是目前在管樂器調律Tokyo提供服務的調律技師全部都是現役演奏家,因此可以透過職業演奏家的身分,將演出活動中獲得的知識與經驗活用到這個調律調整服務上。


另一方面,在市面上常出現的音響處理手法,雖然的確對特定的演奏家或特定的症狀是有效的,但並不是對所有的樂器或是所有的演奏家都能適用的。由於欠缺彈性、並且是在特定的條件才有效,是無法對應到所有的樂器狀況上的。此外,幾乎所有的樂器(銅管樂器)是在製造時就做過適當的應力去除措施,越是主流的樂器大廠生產出來的樂器,在製造之後重作熱處理的必要性很低也是實情


更有甚者,雖然上述熱處理都會打出為了宣傳所說出來的「只要消除應力就會讓聲音變好」的口號,但卻都無法提出能更證明這個口號的科學證據。就算宣傳詞上寫了「已取得專利」,通常也只是獲得這些手法具備新穎性的認證,跟科學上的證明毫無關係。


實際上,在研究長笛材質對於音質變化的論文之中,就明確寫著「無法確認出材質有明確改變音質的現象」的結論。不過現實上,很多人還是明確感受到「金長笛與銀長笛的音色不一樣」之現象。這在在都在告訴大家,人類一旦相信的東西,就很難再去懷疑、以及這種感覺性的東西要提出科學的驗證方法是非常困難的。


此外,消除應力與音色改善之間有明確關係的實證,目前並不存在,但這並不僅限於管樂器調律這項技術,而是適用於所有與樂器相關的產品或服務。這也意味著,樂器所發出的聲音,是包含著現代理論尚無法完全解釋的複雜元素之產物。


有名人也做過就能安心?


管樂器調律這個技術自從公開服務後,但2025年為止,已經是第六年了。從創業開始,我們就維持著完全不付費給職業音樂家做宣傳、成為代言人的一貫政策。


理由很單純,就是我們有「只要是壓倒性的優良技術,自然就能推廣出去」的自信。


也許很多人會覺得「既然是有名的OOO先生推薦的東西,應該很好吧」,但實情真的是如此嗎?


我們常常可以看到有些人在無償提供商品或服務的情況下,將其作為合作專案下為其宣傳的情況。


但在管樂器調律這個技術上,包含 YouTube 上的影片在內,實際上都有專業演奏家自行付費來體驗後,僅談論自己親身經歷的事實。正是因為顧客們的這些「真的非常好!」的回應逐漸傳遞出去,才使得委託我們調整的業務持續增加。


這對我們來說真的是非常開心的事。實際上,從國外的職業管弦樂團演奏家,到日本國內各種音樂領域的演奏家等等,有許多人都在使用這項技術。當然,我們無法任意公開顧客的個資來進行宣傳。不過唯一可說的就是,甚至有客人是專程從國外帶著樂器飛來日本調整,就足以看出這項技術已深獲信賴。


不過無論我們的業務變多或變少,只要還存在任何一位信任我們的顧客,我們就會為每一位客人提供量身訂做、細緻入微的施工服務。


這個我自己也做得到嘛?!


管樂器調律這個技術,因為是使用火焰的簡單手法,一般看過想要自行模仿的維修技師或普通人是逐漸變多起來。不過,我們得強調,這並不是單純「拿去烤就會變好」的技術。


希望大家注意的理由大致有兩點:


1.有很多並未完全公開的程序


並不是單純用火焰接觸樂器,就能獲得希望的音響變化。其實這個技術存在有數個重要的程序,不可能單純使用表面看到的技術來重現。將火焰去接觸樂器這件事,不過是整個技術的手段之一。如果沒有考慮到樂器的整體平衡給予適當的處置,反而有可以出現破壞樂器本身的平衡、甚至是症狀更加惡化的可能。


2.判斷基準曖昧不明


如果只是單純地用火烘烤一下就感覺「變好了」,那很可能是主觀偏見造成的,或者是原本的判斷基準就不夠明確。要做出準確的評價,必須具備熟練的聽覺與豐富的知識。若僅依照自己的判斷就武斷地下結論說「有效果」,是相當危險的做法。應該在參考經驗豐富的專家意見的基礎上,謹慎地進行評估。


總結


以下是重新將「熱處理」與「管樂器調律」兩種技術的各方面比較表:



技術

熱處理

管樂器調律

目的

改變金屬的物理特性(硬度、強度等等)

調整原材的振動特性,使其音響特性最佳化

變化的方向性

一旦做過處哩,就很難回到原始狀態,也很難進行微調整

聲音變化的方向性可以無限度修正調整

對原材的影響

改變原材的組織或硬度

不改變原材的特性,可以維持原廠的個性

適用材料

主要限定在金屬上

可適用於木材、塑膠、金屬等等廣泛的材料上

技術特性

加熱至高溫再降溫而來改變材質的物理特性

以火焰瞬間接觸樂器表面,來調整泛音之平衡




總之,管樂器調律並不只是一種單純的音響處理,而是一種將樂器特性最大限度發揮出來的高度技術。


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