Joseph Katzenberger, musicista e ingegnere innovativo, ridefinisce il design della chitarra acustica con Cimatron.
Per decenni, i chitarristi acustici hanno cercato di ottenere maggiore volume e proiezione sonora senza sacrificare la qualità timbrica.
Mentre le chitarre elettriche si sono evolute rapidamente grazie alla tecnologia di amplificazione, la chitarra acustica tradizionale è rimasta in gran parte invariata. Pur essendo apprezzata per il suo suono naturale, la chitarra acustica è stata a lungo sovrastata da altri strumenti più potenti, a causa della sua progettazione intrinseca.
Per Joseph Katzenberger — ingegnere, specialista nello sviluppo prodotto e inventore — questa sfida è diventata l’ispirazione per un nuovo approccio alla progettazione della chitarra acustica.
“Tutto è iniziato con una semplice domanda”, ha dichiarato Katzenberger, titolare di Katzenberger Engineering and Innovations, o KEI. “Come posso dare alla chitarra acustica maggiore potenza senza sacrificare la bellezza del suo timbro?
Quella domanda ha portato infine all’invenzione della Folded Horn Acoustic Guitar brevettata da Katzenberger, uno strumento che applica alla progettazione della chitarra la tecnologia delle guide d’onda acustiche e della tromba ripiegata, comunemente utilizzata nei sistemi di altoparlanti di fascia alta.
Dove musica e ingegneria si incontrano
Ingegnere di professione e musicista amatoriale da sempre per passione, Katzenberger ha dedicato 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 desiderato trovare un modo per unire musica e ingegneria e migliorare la chitarra”, ha dichiarato Katzenberger, senior project engineer presso Regal Mold di Elkhart, Indiana.
Il concept della chitarra nasce dalla consapevolezza che i produttori di altoparlanti utilizzano da tempo trombe ripiegate e guide d’onda acustiche per proiettare il suono in modo efficiente e migliorare la risposta dei bassi, mentre principi simili non erano mai stati realmente applicati alle chitarre acustiche.
“Le chitarre acustiche sono state poco potenti fin dal giorno in cui sono state inventate”, ha affermato Katzenberger. “L’obiettivo era renderle più sonore, mantenendo al tempo stesso il timbro classico.”
Il progetto che ne è derivato integra trombe ripiegate interne, lunghe circa cinque piedi quando distese, direttamente nel corpo della chitarra. I percorsi interni aiutano a proiettare il suono in modo più efficiente con altoparlanti full-range, arricchendo al tempo stesso il calore timbrico e la risposta dei bassi.
DALLA VISIONE ALLA REALTÀ
Come il sistema CAD/CAM integrato ha contribuito a trasformare un concept non convenzionale di chitarra acustica in un prototipo lavorato a CNC
Trasformare il concept della Folded Horn Acoustic Guitar 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, sfruttando il software CAD/CAM integrato dell’azienda e le sue capacità di lavorazione CNC.
“La prima cosa che ho fatto è stata progettarla in Cimatron”, ha dichiarato Katzenberger. “Probabilmente l’ho riprogettata dieci volte.” Il flusso di lavoro integrato del software si è rivelato particolarmente prezioso durante lo sviluppo del prototipo.“
“Potevo portare il progetto direttamente dal CAD alla programmazione e poi direttamente alla macchina CNC utilizzando gli stessi file Cimatron”, ha spiegato Katzenberger. “Questo è un grande vantaggio.”
Il corpo della chitarra presentava sfide produttive uniche. Ogni prototipo è stato lavorato da un blocco pieno 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 raccontato. La geometria interna della tromba ripiegata comprendeva strutture con pareti alte e sottili, che richiedevano strategie di lavorazione molto attente per mantenere l’integrità strutturale durante l’intero processo di taglio. Poiché il pezzo veniva lavorato in legno e non nei metalli normalmente utilizzati, anche i parametri di lavorazione dovevano essere regolati con particolare attenzione.
“Velocità e avanzamenti erano fondamentali”, ha dichiarato Katzenberger. “Sul legno non si può usare refrigerante, e bisogna assicurarsi che i trucioli vengano evacuati correttamente.” Nonostante la complessità, il processo di lavorazione del prototipo ha avuto successo. “Ha funzionato alla perfezione”, ha concluso.
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 meraviglioso, dona allo strumento un suono straordinario e ha un’anima. Voglio conservare e migliorare gli aspetti migliori degli strumenti tradizionali, non eliminarli.”
Ridefinire l’“impossibile”
Oggi Katzenberger continua a perfezionare il suo concept, esplorando al tempo stesso nuove opportunità per portare questa tecnologia verso una produzione su scala più ampia.
La chitarra acustica Folded Horn ha già suscitato un notevole interesse tra musicisti, appassionati di audio e produttori, attratti dal suo design non convenzionale e dal suo suono potente.
“Le persone non hanno mai visto nulla di simile prima d’ora, e la risposta è stata estremamente positiva”, ha dichiarato Katzenberger. Per Katzenberger, l’invenzione riflette una filosofia più ampia: combinare creatività ingegneristica e risoluzione pratica dei problemi.
“Come ingegnere e innovatore, la mia motivazione è trovare soluzioni progettuali per problemi complessi”, ha dichiarato. “Questi brevetti rappresentano concretamente questo impegno verso il miglioramento continuo.”
Combinando la tecnologia CAD/CAM con 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 tutelano 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.
Ulteriori informazioni e il video su YouTube sono disponibili su katzenberger-engineering.com