Joseph Katzenberger, musicien et ingénieur innovant, redéfinit la conception de la guitare acoustique grâce à Cimatron.
Depuis des décennies, les guitaristes acoustiques sont confrontés au défi d'obtenir un volume et une projection accrus sans sacrifier la qualité sonore.
Alors que les guitares électriques ont évolué rapidement grâce aux technologies d’amplification, la guitare acoustique traditionnelle est restée pratiquement inchangée. Bien qu’appréciée pour son son naturel, la guitare acoustique a longtemps été éclipsée par d’autres instruments plus puissants en raison de sa conception même.
Pour Joseph Katzenberger — ingénieur, spécialiste du Développement de produit et inventeur —, ce défi est devenu la source d’inspiration d’une nouvelle approche de la conception de la guitare acoustique.
« Tout a commencé par une simple question », explique Joseph Katzenberger, propriétaire de Katzenberger Engineering and Innovations (KEI). « Comment puis-je donner plus de puissance à la guitare acoustique sans sacrifier sa belle sonorité ? »
Cette question a finalement conduit à l’invention de la guitare acoustique à pavillon replié brevetée par Katzenberger, un instrument qui intègre la technologie des guides d’ondes acoustiques et des pavillons repliés — couramment utilisée dans les systèmes d’enceintes haut de gamme — appliquée à la conception de la guitare.
À la croisée de la musique et de l’ingénierie
Ingénieur de profession et musicien amateur passionné depuis toujours, M. Katzenberger a passé des années à réfléchir à la manière dont la technologie pourrait améliorer l’expérience de jeu de la guitare acoustique.
« L’ingénierie était mon métier à plein temps, mais j’ai toujours voulu associer d’une manière ou d’une autre la musique et l’ingénierie pour améliorer la guitare », explique Katzenberger, ingénieur de projet senior chez Regal Mold à Elkhart, dans l’Indiana.
Le concept de cette guitare est né du constat que les fabricants de haut-parleurs utilisaient depuis longtemps des pavillons pliés et des guides d’ondes acoustiques pour projeter efficacement le son et améliorer la réponse dans les graves, alors que des principes similaires n’avaient jamais été véritablement appliqués aux guitares acoustiques.
« Les guitares acoustiques manquent de puissance depuis le jour où elles ont été inventées », a déclaré M. Katzenberger. « L’objectif était de les rendre plus puissantes tout en conservant leur sonorité classique. »
Sa conception intègre des pavillons pliés internes, d’une longueur d’environ cinq pieds une fois en état de dépliage, directement dans le corps de la guitare. Ces conduits internes permettent de projeter le son plus efficacement grâce à des haut-parleurs à large bande, tout en enrichissant la chaleur sonore et la réponse dans les graves.
DE LA VISION À LA RÉALITÉ
Comment la CAO/FAO intégrée a permis de transformer un concept de guitare acoustique non conventionnel en un prototype usiné par Usinage CNC
Transformer le concept de la guitare acoustique à pavillons repliés en un produit fabricable a nécessité une technologie CAO/FAO de pointe et de nombreuses itérations de conception. M. Katzenberger a utilisé Cimatron chez Regal Mold pour concevoir et fabriquer les prototypes de guitare, en s’appuyant sur le logiciel CAO/FAO intégré de l’entreprise et ses capacités d’Usinage CNC.
« La première chose que j’ai faite a été de la concevoir dans Cimatron », a déclaré M. Katzenberger. « Je l’ai probablement repensée une dizaine de fois. » Le flux de travail intégré du logiciel s’est avéré particulièrement précieux lors du développement du prototype.
« Je pouvais transférer la conception directement de la CAO vers la programmation, puis directement vers la Machine CNC en utilisant les mêmes fichiers Cimatron », a expliqué M. Katzenberger. « C’est un atout majeur. »
Le corps de la guitare lui-même présentait des défis d’usinage uniques. Chaque prototype a été usiné à partir d’un bloc massif d’érable dur d’environ six pouces d’épaisseur, 18 pouces de largeur et 24 pouces de longueur.
« Je ne savais pas si le bloc allait sortir de la Machine CNC d’un seul tenant, car cela n’avait jamais été fait auparavant », a-t-il déclaré. La géométrie interne en cornet replié impliquait des structures hautes aux parois minces qui nécessitaient des stratégies d’usinage minutieuses pour préserver l’intégrité structurelle tout au long du Processus de coupe. Comme le matériau usiné était du bois et non des métaux classiques, les paramètres d’usinage ont également dû être soigneusement ajustés.
« Les vitesses et les avances étaient cruciales », a déclaré M. Katzenberger. « On ne peut pas utiliser de liquide de refroidissement sur le bois, et il faut s’assurer que les copeaux s’évacuent correctement. » Malgré la complexité du projet, le Processus d’usinage du prototype a été couronné de succès. « Ça a fonctionné à merveille », a-t-il déclaré.
Fabrication artisanale traditionnelle
Si la technologie CAO/FAO a permis de rendre la conception réalisable, l’artisanat traditionnel des instruments est resté tout aussi important. M. Katzenberger a choisi l’érable dur pour le corps de la guitare en raison de sa résistance et de sa stabilité, tandis que l’épicéa a été sélectionné pour la table d’harmonie en raison de sa réputation de longue date dans les instruments à cordes haut de gamme.
« L’épicéa est considéré comme l’un des meilleurs bois au monde pour les tables d’harmonie des instruments à cordes », a-t-il expliqué. « Violons, violoncelles, guitares… beaucoup utilisent des tables en épicéa car le grain du bois transmet extrêmement bien le son. » Le résultat est un instrument qui allie la précision de l’ingénierie au caractère acoustique traditionnel.
« Le bois est magnifique, il donne à l’instrument un son incroyable et il a une âme. Je veux conserver et améliorer les meilleurs aspects des instruments traditionnels, pas les jeter. »
Redéfinir l’« impossible »
Aujourd’hui, Katzenberger continue d’affiner son concept tout en recherchant des opportunités pour passer à une production à plus grande échelle.
La guitare acoustique à cornet plié a déjà suscité un vif intérêt parmi les musiciens, les passionnés d’audio et les fabricants intrigués par son design non conventionnel et sa sonorité puissante.
« Les gens n’ont jamais rien vu de tel auparavant, et les réactions ont été extrêmement positives », a déclaré Katzenberger. Pour Katzenberger, cette invention reflète une philosophie plus large consistant à allier créativité technique et résolution pratique des problèmes.
« En tant qu’ingénieur et innovateur, ma motivation est de trouver des solutions de conception à des problèmes complexes », a-t-il déclaré. « Ces brevets incarnent cet engagement en faveur de l’amélioration continue. »
En combinant la technologie CAO/FAO et les principes de l’ingénierie acoustique, M. Katzenberger a démontré comment les outils de fabrication numérique peuvent contribuer à transformer des idées ambitieuses en une réalité fonctionnelle.
Les deux brevets couvrant ce produit sont le brevet américain n° 10 777 172 et le brevet américain n° 12 094 438. Il s’agit dans les deux cas de brevets d’utilité d’une durée de (20) ans.
Pour plus d’informations et pour visionner la vidéo YouTube, rendez-vous sur katzenberger-engineering.com