現(xiàn)代鋼琴結(jié)構(gòu)從行業(yè)標準上來說，共分為共鳴盤、擊弦機、鍵盤、外殼、踏瓣系統(tǒng)和腳輪等六大部件。眾所周知，木材是鋼琴的主要原材料，整架鋼琴約有八千個零件，除腳輪和共鳴盤系統(tǒng)的鐵板、琴弦，以及各大部件中的螺絲、彈簧等連接件，整架鋼琴均為木材制成。例如：共鳴盤系統(tǒng)中的音板、肋木、音板框、弦碼、背架、背板；擊弦機系統(tǒng)中有聯(lián)動器、轉(zhuǎn)擊器、制音器、背檔、總檔；鍵盤系統(tǒng)中的鍵子、卡釘座、鍵盤架；踏瓣系統(tǒng)中的支棍、傳動梁；外殼部分中的所有零件，一架鋼琴耗原木近1立方米。
木材是一種天然生長的有機體，具有容易加工、質(zhì)輕強度高、良好的熱絕緣和電絕緣性、吸收能量緩和沖擊、美觀自然等優(yōu)點；但同時具有濕脹干縮、變異性、腐朽性、天然缺陷和容易燃燒等缺點。木材具有吸濕性，其尺寸會隨著其含水率的變化而不穩(wěn)定，在溫濕度變化大的空間中極易產(chǎn)生形狀變化，而且干縮率或濕脹率會隨著木材紋理方向不同而不同，徑向、弦向的干縮率或濕脹率也不同，因此，木材的尺寸和形狀都會改變，從而導致開裂、扭曲等弊病；其變異性，不同樹種的木材，其性質(zhì)差異很懸殊，例如密度，這就需要我們了解樹種的特性、規(guī)定適宜的用途加以利用；同一樹種的木材也有相當大的變異性，例如年輪寬度、晚材率和密度等等，同一樹種木材，也會因產(chǎn)地、生長條件和樹干中的部位不同而有差異；其腐朽性，當木材的含水率低于18%，一般木腐菌是不能寄生于木材的，只有空氣占木材空隙體積達到20%以上時，真菌才能生存，而在一定的濕溫度條件下，木材容易受到昆蟲、真菌等侵害而腐朽。
木材是天然生成的材料，具有很多優(yōu)點，但從利用方面來看還有不少缺點。上述木材的一些缺陷，對提高樂器質(zhì)量、降低樂器的成本是有很大影響的。為了保證樂器的質(zhì)量，必須減除或改變木材的缺陷，使木材更適于加工和提高利用率，使木制零件具有更高的穩(wěn)定性。雖然鋼琴在制造過程中，木材必須經(jīng)過人工干燥、防腐等科學方法處理手段防止菌類、蟲害的侵蝕，通過先進的加工工藝處理制作，使這些缺陷極大程度地得到改進和彌補，但還不能完全的杜絕脹縮性所導致的缺點的發(fā)生。無論新鋼琴或是舊鋼琴的音板、鍵盤擊弦機械性能，都會在不同時期，不同的環(huán)境條件下，產(chǎn)生不同程度的變化，且多以觸感不良，音準、音色失調(diào)等形式表現(xiàn)出來。產(chǎn)生這些毛病的原因很多，除鋼琴本身工藝質(zhì)量問題和人為的損傷外，很重要的一條要數(shù)鋼琴對環(huán)境條件的敏感性了。
我國各個地區(qū)的地理環(huán)境和氣候條件相差懸殊，如我國南方地處熱帶的海南島等地區(qū)最熱的年最大相對濕度達80%～90%之間，而黃河河套地區(qū)最小相對濕度僅為5%～10%之間；木材平衡含水率年平均在北京地區(qū)室外約11.4%，上海地區(qū)約16%，廣州地區(qū)約15.1%，而且，平衡含水率在不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同月份都是不同的。木材的平衡含水率還與空氣狀態(tài)有關(guān)，隨空氣溫度、相對濕度變化而變化，一般來講，溫度越高，平衡含水率越低；相對濕度越大，平衡含水率越高。在同一環(huán)境內(nèi)干燥生材，如果樹種不同則快慢也不一樣。通常是重的木材含水率較低，百分之幾十；輕的木材則高達300%或以上。按干燥的快慢來講，重的木材往往干燥得慢或不易干燥，容易開裂和翹曲，生材天然干燥一年還不能達到氣干狀態(tài)；輕的木材則干燥得快些。鋼琴受環(huán)境溫濕度的影響變化很大，在運輸和使用過程中可能經(jīng)受各種交變溫濕度的嚴峻考驗。我們知道，鋼琴擊弦機的大部分零部件是木制品，音板也是多塊木板拼制而成的。這些木料都是經(jīng)過科學嚴格的工藝流程處理，在達到一定的干燥指標后才被使用的。鋼琴木材干燥指標規(guī)定：含水率應在6%～8%之間。當這一干燥指標與鋼琴生產(chǎn)地和使用地的濕度相適應時，鋼琴的各項性能才能達到最佳狀態(tài)；否則，零部件將會因木材的干縮或膨脹翹曲變形和應力不均衡，這將導致鋼琴開裂、脫膠等問題。而鋼琴最佳的使用環(huán)境，應是溫度為20℃～25℃，相對濕度為40%～70%。
從多年的鋼琴設計、制造工作實踐和研究中發(fā)現(xiàn)，當木材長時間置于大氣中，到一定程度就會達到一個平衡狀態(tài)，所以，鋼琴置于一定的環(huán)境中，也會因空氣中的溫度和濕度到一定程度，達到一個平衡的狀態(tài)，但前提是木材的干燥指標應滿足6%～8%的含水率標準限度。我國南部沿海一帶是鋼琴的主產(chǎn)地，地區(qū)的氣候特征，夏季是高溫多雨的熱帶、亞熱氣候；西北地區(qū)的氣候特征，常年氣溫較高，日內(nèi)溫差小，空氣濕度大；北方地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥、空氣濕度低，日內(nèi)溫差大，鋼琴經(jīng)受這種氣候條件變化，如果適應性不強，鋼琴跟空氣環(huán)境達不到一個平衡的狀態(tài)，就會出現(xiàn)零部件變形、脫膠、開裂等問題，甚至造成擊弦機結(jié)構(gòu)上的扭曲、錯位而不能正常工作，弦軸松曠而無法調(diào)音，琴鍵變形而不能順利彈奏，音板開裂、脫膠致使出現(xiàn)雜音而影響音色。凡此種種，必然導致鋼琴保養(yǎng)修理周期縮短，保養(yǎng)修理成本增加，降低了鋼琴價值及使用周期。
改變木材缺陷的辦法很多，如對木材進行合理的干燥和儲存，即能防止變形、開裂、變色和蟲蛀。把木材制成膠合板、細木工板、中密度纖維板等人造板，可使其強度趨于均勻一致。對木材進行防裂防變形處理使其材性穩(wěn)定，在空氣濕度變化時較少開裂變形。用資源豐富價格低廉的木材浸漬塑料單體，聚合成木材塑料復合木以代替質(zhì)地堅硬、紋理致密、價格昂貴、美觀而資源稀少，適合于制造樂器的貴重木材。以上各種方法統(tǒng)稱為樂器木材的改性技術(shù)。
干燥木材的方法，可分為自然干燥和人工干燥兩大類。自然干燥法又叫大氣干燥法，簡稱氣干。自然干燥法投資少、節(jié)約能源、成本較低，工藝技術(shù)較為簡單易于實施。但是，木材的干燥程度受自然條件下的平衡含水率限制，隨地區(qū)、季節(jié)、樹種的不同，一般只能把含水率降到10%～20%；而且占地面積大、干燥時間長；同時，氣干過程的空氣溫度、濕度不能人為控制，易導致發(fā)生蟲蛀、變色、開裂、翹曲等。自然干燥盡管有這些缺點，但仍是木材干燥的主要方法之一。即使有足夠的干燥窯，在入窯前先把木材氣干到一定程度，也可縮短窯干時間，提高干燥窯的生產(chǎn)效率。樂器用材經(jīng)過自然干燥含水率還較高，根據(jù)技術(shù)要求還不能直接用來制造樂器，必須進行人工干燥，使含水率繼續(xù)降低，達到符合要求的程度。人工干燥就是把木材放在保溫性和氣密性都很完好的特制窯內(nèi)，即干燥窯內(nèi)，用人工控制介質(zhì)的溫度、濕度以及氣流循環(huán)的方向和速度，使木材在一定時間內(nèi)達到指定含水率的一種木材干燥方法。人工干燥法可以把木材干燥到任何程度的最終含水率，而不像自然干燥法那樣只能干到隨當?shù)貧夂驐l件而異的平衡含水率。人工干燥法生產(chǎn)周期短，容易保證木材加工全過程的連續(xù)性和干燥質(zhì)量。但是，窯干的基建和設備投資較大，耗煤耗電、成本較高。 膠合板是利用原木旋切成單板，經(jīng)過干燥、涂膠，按木材紋理縱橫交錯重疊起來，在熱壓機上加熱而成的一種人造板。膠合板具有強度均勻一致、穩(wěn)定性高、幅面寬闊及強重比大等優(yōu)點，在鋼琴共鳴盤系統(tǒng)和外殼零件中廣泛使用，例如弦軸板和頂蓋。細木工板是一種拼板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的木板，不容易開裂和變形，強度比同樣厚度的木板要高，并且外表美觀。細木工板比厚膠合板耗膠量少，可以充分利用加工剩余物，成本低，是一種良好的結(jié)構(gòu)材料，鋼琴外殼零件中盤是使用這種材料最多的零件。中密度纖維板是以木質(zhì)纖維或其他植物纖維為原料，施加脲醛樹脂或其他適用的膠粘劑制成密度在0.5～0.8g/cm的板材。中密度纖維板板面平整光滑、結(jié)構(gòu)均勻、容重適中，適合油漆、印刷等二次加工，具有鋸割、刨切、鉆孔、開榫和雕刻等機械加工性能，使用方便，省工省料，綜合利用率較高，已成為鋼琴外殼零件的上乘材料之一，外殼零件中：上門、下門、側(cè)板、側(cè)臂、前鍵蓋、后鍵蓋和下鎖檔等零件正廣泛使用。
綜上所述，加強鋼琴生產(chǎn)的技術(shù)、新材料的開發(fā)和管理，利用科學的方法和先進的工藝對鋼琴用材作好前期處理，使鋼琴適應更多的氣候環(huán)境，將會令我國的鋼琴制造業(yè)取得更大的發(fā)展。
參考文獻：
1、《鋼琴木材與涂飾工藝》，鄒孝廉、徐守春,董瑾著，中國輕工業(yè)出版社
2、《鋼琴制造》蘇H•A•捷亞柯諾夫著，關(guān)肈元、金菊生合譯，輕工業(yè)出版社
木材是一種天然生長的有機體，具有容易加工、質(zhì)輕強度高、良好的熱絕緣和電絕緣性、吸收能量緩和沖擊、美觀自然等優(yōu)點；但同時具有濕脹干縮、變異性、腐朽性、天然缺陷和容易燃燒等缺點。木材具有吸濕性，其尺寸會隨著其含水率的變化而不穩(wěn)定，在溫濕度變化大的空間中極易產(chǎn)生形狀變化，而且干縮率或濕脹率會隨著木材紋理方向不同而不同，徑向、弦向的干縮率或濕脹率也不同，因此，木材的尺寸和形狀都會改變，從而導致開裂、扭曲等弊病；其變異性，不同樹種的木材，其性質(zhì)差異很懸殊，例如密度，這就需要我們了解樹種的特性、規(guī)定適宜的用途加以利用；同一樹種的木材也有相當大的變異性，例如年輪寬度、晚材率和密度等等，同一樹種木材，也會因產(chǎn)地、生長條件和樹干中的部位不同而有差異；其腐朽性，當木材的含水率低于18%，一般木腐菌是不能寄生于木材的，只有空氣占木材空隙體積達到20%以上時，真菌才能生存，而在一定的濕溫度條件下，木材容易受到昆蟲、真菌等侵害而腐朽。
木材是天然生成的材料，具有很多優(yōu)點，但從利用方面來看還有不少缺點。上述木材的一些缺陷，對提高樂器質(zhì)量、降低樂器的成本是有很大影響的。為了保證樂器的質(zhì)量，必須減除或改變木材的缺陷，使木材更適于加工和提高利用率，使木制零件具有更高的穩(wěn)定性。雖然鋼琴在制造過程中，木材必須經(jīng)過人工干燥、防腐等科學方法處理手段防止菌類、蟲害的侵蝕，通過先進的加工工藝處理制作，使這些缺陷極大程度地得到改進和彌補，但還不能完全的杜絕脹縮性所導致的缺點的發(fā)生。無論新鋼琴或是舊鋼琴的音板、鍵盤擊弦機械性能，都會在不同時期，不同的環(huán)境條件下，產(chǎn)生不同程度的變化，且多以觸感不良，音準、音色失調(diào)等形式表現(xiàn)出來。產(chǎn)生這些毛病的原因很多，除鋼琴本身工藝質(zhì)量問題和人為的損傷外，很重要的一條要數(shù)鋼琴對環(huán)境條件的敏感性了。
我國各個地區(qū)的地理環(huán)境和氣候條件相差懸殊，如我國南方地處熱帶的海南島等地區(qū)最熱的年最大相對濕度達80%～90%之間，而黃河河套地區(qū)最小相對濕度僅為5%～10%之間；木材平衡含水率年平均在北京地區(qū)室外約11.4%，上海地區(qū)約16%，廣州地區(qū)約15.1%，而且，平衡含水率在不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同月份都是不同的。木材的平衡含水率還與空氣狀態(tài)有關(guān)，隨空氣溫度、相對濕度變化而變化，一般來講，溫度越高，平衡含水率越低；相對濕度越大，平衡含水率越高。在同一環(huán)境內(nèi)干燥生材，如果樹種不同則快慢也不一樣。通常是重的木材含水率較低，百分之幾十；輕的木材則高達300%或以上。按干燥的快慢來講，重的木材往往干燥得慢或不易干燥，容易開裂和翹曲，生材天然干燥一年還不能達到氣干狀態(tài)；輕的木材則干燥得快些。鋼琴受環(huán)境溫濕度的影響變化很大，在運輸和使用過程中可能經(jīng)受各種交變溫濕度的嚴峻考驗。我們知道，鋼琴擊弦機的大部分零部件是木制品，音板也是多塊木板拼制而成的。這些木料都是經(jīng)過科學嚴格的工藝流程處理，在達到一定的干燥指標后才被使用的。鋼琴木材干燥指標規(guī)定：含水率應在6%～8%之間。當這一干燥指標與鋼琴生產(chǎn)地和使用地的濕度相適應時，鋼琴的各項性能才能達到最佳狀態(tài)；否則，零部件將會因木材的干縮或膨脹翹曲變形和應力不均衡，這將導致鋼琴開裂、脫膠等問題。而鋼琴最佳的使用環(huán)境，應是溫度為20℃～25℃，相對濕度為40%～70%。
從多年的鋼琴設計、制造工作實踐和研究中發(fā)現(xiàn)，當木材長時間置于大氣中，到一定程度就會達到一個平衡狀態(tài)，所以，鋼琴置于一定的環(huán)境中，也會因空氣中的溫度和濕度到一定程度，達到一個平衡的狀態(tài)，但前提是木材的干燥指標應滿足6%～8%的含水率標準限度。我國南部沿海一帶是鋼琴的主產(chǎn)地，地區(qū)的氣候特征，夏季是高溫多雨的熱帶、亞熱氣候；西北地區(qū)的氣候特征，常年氣溫較高，日內(nèi)溫差小，空氣濕度大；北方地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥、空氣濕度低，日內(nèi)溫差大，鋼琴經(jīng)受這種氣候條件變化，如果適應性不強，鋼琴跟空氣環(huán)境達不到一個平衡的狀態(tài)，就會出現(xiàn)零部件變形、脫膠、開裂等問題，甚至造成擊弦機結(jié)構(gòu)上的扭曲、錯位而不能正常工作，弦軸松曠而無法調(diào)音，琴鍵變形而不能順利彈奏，音板開裂、脫膠致使出現(xiàn)雜音而影響音色。凡此種種，必然導致鋼琴保養(yǎng)修理周期縮短，保養(yǎng)修理成本增加，降低了鋼琴價值及使用周期。
改變木材缺陷的辦法很多，如對木材進行合理的干燥和儲存，即能防止變形、開裂、變色和蟲蛀。把木材制成膠合板、細木工板、中密度纖維板等人造板，可使其強度趨于均勻一致。對木材進行防裂防變形處理使其材性穩(wěn)定，在空氣濕度變化時較少開裂變形。用資源豐富價格低廉的木材浸漬塑料單體，聚合成木材塑料復合木以代替質(zhì)地堅硬、紋理致密、價格昂貴、美觀而資源稀少，適合于制造樂器的貴重木材。以上各種方法統(tǒng)稱為樂器木材的改性技術(shù)。
干燥木材的方法，可分為自然干燥和人工干燥兩大類。自然干燥法又叫大氣干燥法，簡稱氣干。自然干燥法投資少、節(jié)約能源、成本較低，工藝技術(shù)較為簡單易于實施。但是，木材的干燥程度受自然條件下的平衡含水率限制，隨地區(qū)、季節(jié)、樹種的不同，一般只能把含水率降到10%～20%；而且占地面積大、干燥時間長；同時，氣干過程的空氣溫度、濕度不能人為控制，易導致發(fā)生蟲蛀、變色、開裂、翹曲等。自然干燥盡管有這些缺點，但仍是木材干燥的主要方法之一。即使有足夠的干燥窯，在入窯前先把木材氣干到一定程度，也可縮短窯干時間，提高干燥窯的生產(chǎn)效率。樂器用材經(jīng)過自然干燥含水率還較高，根據(jù)技術(shù)要求還不能直接用來制造樂器，必須進行人工干燥，使含水率繼續(xù)降低，達到符合要求的程度。人工干燥就是把木材放在保溫性和氣密性都很完好的特制窯內(nèi)，即干燥窯內(nèi)，用人工控制介質(zhì)的溫度、濕度以及氣流循環(huán)的方向和速度，使木材在一定時間內(nèi)達到指定含水率的一種木材干燥方法。人工干燥法可以把木材干燥到任何程度的最終含水率，而不像自然干燥法那樣只能干到隨當?shù)貧夂驐l件而異的平衡含水率。人工干燥法生產(chǎn)周期短，容易保證木材加工全過程的連續(xù)性和干燥質(zhì)量。但是，窯干的基建和設備投資較大，耗煤耗電、成本較高。 膠合板是利用原木旋切成單板，經(jīng)過干燥、涂膠，按木材紋理縱橫交錯重疊起來，在熱壓機上加熱而成的一種人造板。膠合板具有強度均勻一致、穩(wěn)定性高、幅面寬闊及強重比大等優(yōu)點，在鋼琴共鳴盤系統(tǒng)和外殼零件中廣泛使用，例如弦軸板和頂蓋。細木工板是一種拼板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的木板，不容易開裂和變形，強度比同樣厚度的木板要高，并且外表美觀。細木工板比厚膠合板耗膠量少，可以充分利用加工剩余物，成本低，是一種良好的結(jié)構(gòu)材料，鋼琴外殼零件中盤是使用這種材料最多的零件。中密度纖維板是以木質(zhì)纖維或其他植物纖維為原料，施加脲醛樹脂或其他適用的膠粘劑制成密度在0.5～0.8g/cm的板材。中密度纖維板板面平整光滑、結(jié)構(gòu)均勻、容重適中，適合油漆、印刷等二次加工，具有鋸割、刨切、鉆孔、開榫和雕刻等機械加工性能，使用方便，省工省料，綜合利用率較高，已成為鋼琴外殼零件的上乘材料之一，外殼零件中：上門、下門、側(cè)板、側(cè)臂、前鍵蓋、后鍵蓋和下鎖檔等零件正廣泛使用。
綜上所述，加強鋼琴生產(chǎn)的技術(shù)、新材料的開發(fā)和管理，利用科學的方法和先進的工藝對鋼琴用材作好前期處理，使鋼琴適應更多的氣候環(huán)境，將會令我國的鋼琴制造業(yè)取得更大的發(fā)展。
參考文獻：
1、《鋼琴木材與涂飾工藝》，鄒孝廉、徐守春,董瑾著，中國輕工業(yè)出版社
2、《鋼琴制造》蘇H•A•捷亞柯諾夫著，關(guān)肈元、金菊生合譯，輕工業(yè)出版社
