创新音乐家兼工程师Joseph Katzenberger借助 Cimatron 重新定义原声吉他设计。
几十年来，原声吉他演奏者一直面临着在不牺牲音色的前提下，如何获得更大音量和声音穿透力的挑战。
虽然电吉他通过扩音技术得到了迅速发展，但传统原声吉他却基本保持不变。尽管因其自然音色而备受推崇，但由于其固有设计，传统原声吉他长期以来在音量上不敌其他音量更大的乐器。
对于工程师、产品开发专家兼发明家Joseph Katzenberger而言，这一挑战激发了他对原声吉他设计采取新方法的灵感。
“这一切都始于一个简单的问题，”Katzenberger工程与创新公司（KEI）的创始人Katzenberger说道，“如何在不牺牲其优美音色的前提下，让原声吉他拥有更强的音量？”
这个问题最终促使Katzenberger发明了获得专利的“折叠号角原声吉他”（Folded Horn Acoustic Guitar），这款乐器将通常应用于高端扬声器系统的声学波导和折叠号角技术融入了吉他设计之中。
音乐与工程的交汇点
Katzenberger本职是一名工程师，同时也是一位毕生热爱音乐的业余音乐人，他花了数年时间思考如何利用技术提升原声吉他的演奏体验。
“工程是我全职的工作，但我一直希望能以某种方式将音乐与工程结合起来，从而改进吉他，”Katzenberger说道。他是印第安纳州Elkhart市Regal Mold公司的一名高级项目工程师。
这款吉他的设计理念源于一个发现：扬声器制造商长期以来一直使用折叠号角和声学波导来高效投影声波并增强低音响应，但类似原理却从未真正应用于原声吉他。
“从发明之初起，原声吉他的音量就一直不足，”卡岑伯格说道，“我们的目标是在保持经典音色的同时，让吉他声音更响亮。”
他最终的设计将内部折叠号角（展开后长约五英尺）直接集成到吉他琴体内。这些内部声道搭配全频扬声器，能够更高效地传导声音，同时提升音色温润度与低音表现。
从构想走向现实
集成CAD/CAM技术如何将一款非传统的原声吉他概念转化为CNC加工的原型
要将“折叠号角原声吉他”的概念转化为可量产的产品，需要先进的CAD/CAM技术以及大量的设计迭代。Katzenberger在Regal Mold公司使用Cimatron软件，借助该公司的集成CAD/CAM软件和CNC加工能力，设计并制造了吉他原型。
“我做的第一件事就是在Cimatron中进行设计，”Katzenberger说道，“我大概重新设计了十次。”该软件的集成工作流程在原型开发过程中发挥了特别重要的作用。
“我可以直接将设计从CAD导入编程，然后使用相同的Cimatron文件直接传输到CNC机床，”Katzenberger说道，“这非常重要。”
吉他琴身本身就带来了独特的制造挑战。每把原型琴都是从一块约六英寸厚、18英寸宽、24英寸长的硬枫木实心块中加工而成的。
“我不知道它能否从CNC机床上一气呵成地加工出来，因为此前从未有人尝试过，”他说道。 内部折叠喇叭口的几何形状包含高而薄的侧壁，这要求制定周密的加工策略，以确保在整个切削过程中保持结构完整性。由于加工材料是木材而非常见的金属，因此还必须仔细调整加工参数。
“切削速度和进给量至关重要，”Katzenberger说道，“加工木材不能使用冷却液，而且必须确保切屑能够顺利排出。”尽管工序复杂性较高，原型件的加工过程仍取得了成功。“效果非常棒。“他说道。
传统制造工艺
虽然CAD/CAM技术使设计具有可制造性，但传统乐器制作工艺依然同样重要。Katzenberger选择硬枫木作为吉他琴身材料，是因为其强度和稳定性；而音板则选用云杉木，因其在高端弦乐器领域享有悠久的声誉。
“云杉被认为是世界上最适合弦乐器音板的木材之一，”他解释道，“小提琴、大提琴、吉他——许多乐器都采用云杉面板，因为其纹理结构能极好地传递声音。”最终制成的乐器将工程精度与传统音色特质完美融合。
“木材质感优美，能让乐器发出美妙的音色，而且富有灵魂。我希望保留并提升传统乐器的精华，而不是将其抛弃。”
重新定义“不可能”
如今，Katzenberger在不断完善其设计理念的同时，也在积极寻求将这项技术推向大规模生产的机会。
这款折叠号角式原声吉他因其独特的设计和浑厚有力的音色，已引起音乐家、音响发烧友和制造商的极大兴趣。
“人们以前从未见过这样的乐器，反响极其强烈，”Katzenberger说道。对Katzenberger而言，这项发明体现了一种更广泛的理念，即把工程创新与实际问题解决能力相结合。
“作为一名工程师和创新者，我的动力在于为复杂问题寻找设计解决方案，”他说，“这些专利体现了对持续改进的承诺。”
通过结合CAD/CAM技术与声学工程原理，Katzenberger展示了数字制造工具如何将宏伟构想转化为切实可行的现实。
涵盖该产品的两项专利分别为美国专利号 10,777,172 和美国专利号 12,094,438。两者均为有效期为 20 年的实用新型专利。
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