Joseph Katzenberger, musicista e ingegnere all'avanguardia, ridefinisce il design della chitarra acustica con Cimatron.
Da decenni, i chitarristi acustici si trovano ad affrontare la sfida di ottenere un volume e una Proiezione maggiori senza sacrificare la qualità del suono.
Mentre le chitarre elettriche si sono evolute rapidamente grazie alla tecnologia di amplificazione, la chitarra acustica tradizionale è rimasta sostanzialmente immutata. Sebbene apprezzata per il suo suono naturale, la chitarra acustica è stata a lungo sovrastata da altri strumenti più potenti a causa del suo design intrinseco.
Per Joseph Katzenberger — ingegnere, specialista nello sviluppo di prodotti e inventore — quella sfida è diventata fonte di ispirazione per un nuovo approccio al design della chitarra acustica.
“Tutto è iniziato con una semplice domanda”, ha affermato Katzenberger, proprietario della Katzenberger Engineering and Innovations (KEI). “Come posso conferire alla chitarra acustica maggiore potenza senza sacrificare il suo splendido timbro?”
Quella domanda ha portato infine all’invenzione della chitarra acustica con tromba piegata brevettata da Katzenberger, uno strumento che riflette la tecnologia della guida d’onda acustica e della tromba piegata — comunemente presente nei sistemi di altoparlanti di fascia alta — applicata alla progettazione della chitarra.
Dove la musica incontra l’ingegneria
Ingegnere di professione e musicista dilettante da sempre per passione, Katzenberger ha trascorso anni a riflettere su come la tecnologia potesse migliorare l’esperienza della chitarra acustica.
“L’ingegneria era il mio lavoro a tempo pieno, ma ho sempre voluto combinare in qualche modo musica e ingegneria per migliorare la chitarra”, ha affermato Katzenberger, ingegnere di progetto senior presso la Regal Mold di Elkhart, nell’Indiana.
L’idea alla base della chitarra è nata dalla constatazione che i produttori di altoparlanti utilizzavano da tempo trombe piegate e guide d’onda acustiche per effettuare la proiezione del suono in modo efficiente e ottenere miglioramenti nella risposta dei bassi, ma principi simili non erano mai stati realmente applicati alle chitarre acustiche.
«Le chitarre acustiche sono state sottodimensionate fin dal giorno in cui sono state inventate», ha affermato Katzenberger. «L’obiettivo era renderle più potenti mantenendo il timbro classico».
Il progetto che ne è risultato è integrato con trombe ripiegate interne, lunghe circa cinque piedi una volta aperte, direttamente nel corpo della chitarra. I percorsi interni aiutano a garantire una proiezione più efficiente del suono con altoparlanti a gamma completa, arricchendo al contempo il calore timbrico e la risposta dei bassi.
DALLA VISIONE ALLA REALTÀ
Come il sistema CAD/CAM integrato ha contribuito a trasformare un concetto non convenzionale di chitarra acustica in un prototipo lavorato a CNC
Trasformare il concetto della chitarra acustica a tromba ripiegata in un prodotto realizzabile ha richiesto una tecnologia CAD/CAM avanzata e numerose iterazioni di progettazione. Katzenberger ha utilizzato Cimatron presso Regal Mold per progettare e realizzare i prototipi della chitarra, avvalendosi del software CAD/CAM integrato dell’azienda e delle capacità di lavorazione CNC.
“La prima cosa che ho fatto è stata progettarla in Cimatron”, ha affermato Katzenberger. “Probabilmente l’ho riprogettata una decina di volte.” Il flusso di lavoro integrato del software si è rivelato particolarmente prezioso durante lo sviluppo del prototipo.
«Ho potuto trasferire il progetto direttamente dal CAD alla Programmazione e poi direttamente alla Macchina CNC utilizzando gli stessi file di Cimatron», ha spiegato Katzenberger. «È una cosa importante.»
Il corpo della chitarra stesso presentava sfide di produzione uniche. Ogni prototipo è stato ricavato da un blocco massiccio di acero duro di circa sei pollici di spessore, 18 pollici di larghezza e 24 pollici di lunghezza.
«Non sapevo se sarebbe uscito dalla macchina CNC in un unico pezzo, perché non era mai stato fatto prima», ha detto. La geometria interna a corno ripiegato comportava strutture alte e con pareti sottili che richiedevano strategie di lavorazione accurate per mantenere l’integrità strutturale durante tutto il processo di taglio. Poiché il materiale da lavorare era il legno anziché i metalli tipici, anche i parametri di lavorazione dovevano essere regolati con cura.
«Le velocità e gli avanzamenti erano critici», ha affermato Katzenberger. «Non è possibile utilizzare il refrigerante sul legno e bisogna assicurarsi che i trucioli vengano evacuati correttamente». Nonostante la complessità, il processo di lavorazione del prototipo ha avuto esito positivo. «Ha funzionato alla perfezione», ha affermato.
L’artigianato tradizionale nella produzione
Sebbene la tecnologia CAD/CAM abbia reso il progetto realizzabile, l’artigianato tradizionale nella costruzione degli strumenti è rimasto altrettanto importante. Katzenberger ha scelto l’acero duro per il corpo della chitarra per la sua resistenza e stabilità, mentre per la tavola armonica è stato scelto l’abete rosso, grazie alla sua reputazione di lunga data negli strumenti a corda di fascia alta.
«L’abete rosso è considerato uno dei migliori legni al mondo per le tavole armoniche degli strumenti a corda», ha spiegato. «Violini, violoncelli, chitarre: molti utilizzano tavole in abete rosso perché la struttura delle venature trasmette il suono in modo eccellente». Il risultato è uno strumento che combina la precisione ingegneristica con il carattere acustico tradizionale.
Il legno è bello, conferisce allo strumento un suono straordinario e ha un’anima. Voglio conservare e migliorare le parti migliori degli strumenti Tradizionali, non buttarli via».
Ridefinire l’“impossibile”
Oggi, Katzenberger continua a perfezionare il suo concetto, cercando al contempo opportunità per portare questa tecnologia alla produzione su larga scala.
La chitarra acustica con corno ripiegato ha già suscitato notevole interesse tra musicisti, appassionati di audio e produttori, incuriositi dal suo design non convenzionale e dal suono potente.
«La gente non ha mai visto nulla di simile prima d’ora e la risposta è stata straordinariamente positiva», ha affermato Katzenberger. Per Katzenberger, l’invenzione riflette una filosofia più ampia che combina la creatività ingegneristica con la risoluzione pratica dei problemi.
«In qualità di ingegnere e innovatore, la mia motivazione è trovare soluzioni progettuali a problemi complessi», ha affermato. «Questi brevetti incarnano l’impegno verso il miglioramento continuo».
Combinando la tecnologia CAD/CAM e i principi dell’ingegneria acustica, Katzenberger ha dimostrato come gli strumenti di produzione digitale possano contribuire a trasformare idee ambiziose in realtà funzionanti.
I due brevetti che riguardano questo prodotto sono il brevetto statunitense n. 10.777.172 e il brevetto statunitense n. 12.094.438. Entrambi sono brevetti di utilità della durata di (20) anni.
Maggiori informazioni e un video su YouTube sono disponibili all’indirizzo katzenberger-engineering.com