O inovador músico e engenheiro Joseph Katzenberger redefine o design da guitarra acústica com o Cimatron.
Há décadas que os guitarristas acústicos enfrentam o desafio de alcançar maior volume e projeção sem sacrificar a qualidade tonal.
Enquanto as guitarras elétricas evoluíram rapidamente graças à tecnologia de amplificação, a guitarra acústica tradicional permaneceu praticamente inalterada. Embora valorizada pelo seu som natural, a guitarra acústica tem sido, há muito, ofuscada por outros instrumentos mais potentes devido ao seu design inerente.
Para Joseph Katzenberger — engenheiro, especialista em Desenvolvimento de produto e inventor — esse desafio tornou-se a inspiração para uma nova abordagem ao design da guitarra acústica.
«Tudo começou com uma pergunta simples», disse Katzenberger, proprietário da Katzenberger Engineering and Innovations, ou KEI. «Como posso dar mais potência ao violão sem sacrificar o seu belo tom?»
Essa pergunta acabou por levar à invenção da guitarra acústica «Folded Horn» patenteada por Katzenberger, um instrumento que reflete a tecnologia de guia de ondas acústicas e de corneta dobrada — comum em sistemas de altifalantes topo de gama — aplicada ao design da guitarra.
O ponto de encontro entre a música e a engenharia
Engenheiro de profissão e músico amador de longa data por paixão, Katzenberger passou anos a pensar em como a tecnologia poderia melhorar a experiência do violão.
«A engenharia era o meu trabalho a tempo inteiro, mas sempre quis combinar música e engenharia de alguma forma e melhorar a guitarra», afirmou Katzenberger, engenheiro de projeto sénior na Regal Moldes, em Elkhart, Indiana.
O conceito para a guitarra surgiu da constatação de que os fabricantes de altifalantes há muito utilizavam cornetas dobradas e guias de ondas acústicas para projetar o som de forma eficiente e melhorar a resposta dos graves, mas princípios semelhantes nunca tinham sido verdadeiramente aplicados às guitarras acústicas.
«Os violões têm tido potência insuficiente desde o dia em que foram inventados», afirmou Katzenberger. «O objetivo era torná-los mais altos, mantendo o tom clássico.»
O seu projeto final integra cornetas dobradas internas, que têm aproximadamente cinco pés de comprimento quando desdobradas, diretamente no corpo da guitarra. Os canais internos ajudam a projetar o som de forma mais eficiente com altifalantes de gama completa, ao mesmo tempo que enriquecem o calor tonal e a resposta dos graves.
DA VISÃO À REALIDADE
Como o CAD/CAM integrado ajudou a transformar um conceito não convencional de guitarra acústica num protótipo usinado por Máquina CNC
Transformar o conceito da guitarra acústica «Folded Horn» num produto passível de fabrico exigiu tecnologia CAD/CAM avançada e um extenso processo de iteração do projeto. Katzenberger utilizou o Cimatron na Regal Mold para projetar e fabricar os protótipos da guitarra, recorrendo ao software CAD/CAM integrado da empresa e às suas capacidades de Maquinação CNC.
«A primeira coisa que fiz foi projetá-la no Cimatron», disse Katzenberger. «Provavelmente reprojetei-a dez vezes.» O fluxo de trabalho integrado do software revelou-se especialmente valioso durante o desenvolvimento do protótipo.
«Consegui passar o projeto diretamente do CAD para a programação e, em seguida, diretamente para a Máquina CNC, utilizando os mesmos ficheiros do Cimatron», disse Katzenberger. «Isso é muito importante.»
O próprio corpo da guitarra apresentava desafios de fabrico únicos. Cada protótipo foi maquinado a partir de um bloco maciço de bordo duro com aproximadamente seis polegadas de espessura, 18 polegadas de largura e 24 polegadas de comprimento.
«Não sabia se iria sair da Máquina CNC numa só peça, porque isso nunca tinha sido feito antes», disse ele. A geometria interna em forma de corno dobrado implicava estruturas altas e de paredes finas que exigiam estratégias de maquinação cuidadosas para manter a integridade estrutural ao longo do Processo de corte. Como era usinado a partir de madeira, em vez dos metais habituais, os parâmetros de maquinação também tiveram de ser cuidadosamente ajustados.
«As velocidades e os avanços foram fundamentais», afirmou Katzenberger. «Não se pode usar líquido de arrefecimento na madeira e é preciso garantir que as aparas sejam evacuadas corretamente.» Apesar da complexidade, o processo de maquinação do protótipo foi bem-sucedido. «Funcionou na perfeição», afirmou.
Fabrico artesanal tradicional
Embora a tecnologia CAD/CAM tenha tornado o projeto passível de fabrico, o artesanato tradicional na construção de instrumentos continuou a ser igualmente importante. Katzenberger escolheu o bordo duro para o corpo da guitarra devido à sua resistência e estabilidade, enquanto o abeto foi escolhido para a placa de ressonância devido à sua reputação de longa data em instrumentos de cordas de alta qualidade.
«O abeto vermelho é considerado uma das melhores madeiras do mundo para tampas sonoras de instrumentos de cordas», explicou ele. «Violinos, violoncelos, guitarras — muitos utilizam tampas de abeto vermelho porque a estrutura do veio conduz o som extremamente bem.» O resultado é um instrumento que combina a precisão da engenharia com o caráter acústico tradicional.
A madeira é bela, confere ao instrumento um som incrível e tem alma. Quero preservar e melhorar as melhores características dos instrumentos tradicionais, não descartá-las.»
Redefinindo o «impossível»
Hoje, Katzenberger continua a aperfeiçoar o seu conceito, ao mesmo tempo que procura oportunidades para levar a tecnologia a uma produção em maior escala.
A guitarra acústica com corno dobrado já despertou um interesse significativo entre músicos, entusiastas de áudio e fabricantes intrigados com o seu design não convencional e som potente.
«As pessoas nunca viram nada assim antes e a reação tem sido extremamente positiva», afirmou Katzenberger. Para Katzenberger, a invenção reflete uma filosofia mais ampla de combinar a criatividade da engenharia com a resolução prática de problemas.
«Como engenheiro e inovador, a minha motivação é encontrar soluções de design para problemas complexos», afirmou. «Estas patentes concretizam esse compromisso com a melhoria contínua.»
Ao combinar tecnologia CAD/CAM com princípios de engenharia acústica, Katzenberger demonstrou como as ferramentas de fabricação digital podem ajudar a transformar ideias ambiciosas em realidade.
As duas patentes que abrangem este produto são a Patente dos EUA n.º 10.777.172 e a Patente dos EUA n.º 12.094.438. Ambas são patentes de utilidade com uma vigência de (20) anos.
Mais informações e um vídeo no YouTube estão disponíveis em katzenberger-engineering.com