About my blog

In this project we will reverse engineer a mystical part of the saxophone: the mouthpiece. Focused on optimizing the acoustic properties, this includes making CT-scans, parametric modeling and high-grade metal printing. You will autonomously contact several experts and well known (jazz)musicians. Experience with reed or woodwind instruments is preferred! (Expert: Zjenja Doubrovski)

Categories

Disclaimer

De meningen ge-uit door medewerkers en studenten van de TU Delft en de commentaren die zijn gegeven reflecteren niet perse de mening(en) van de TU Delft. De TU Delft is dan ook niet verantwoordelijk voor de inhoud van hetgeen op de TU Delft weblogs zichtbaar is. Wel vindt de TU Delft het belangrijk - en ook waarde toevoegend - dat medewerkers en studenten op deze, door de TU Delft gefaciliteerde, omgeving hun mening kunnen geven.

Posted in October 2011

Marco Kegel test de mondstukken

Afgelopen vrijdag kwam Marco Kegel met zijn saxofoon naar de TU om de door ons geprinte mondstukken te testen. Marco is een jazzmuzikant en speelt dus het meeste jazz.
Hij heeft zelf een stuk of tien mondstukken, waaronder van het merk Otto Link
en Brilhart. Het mondstuk van Otto Link, een oud mondstuk, is zijn favoriet.
Dit metalen mondstuk heeft veel power.

 

De zoektocht naar zijn mondstuk was een langdurige
kwestie, waarbij veel financiële middelen zijn ingezet. Marco was op zoek naar
een mondstuk dat makkelijk speelt, maar tegelijkertijd ook goed klinkt. Die
combinatie kon hij moeilijk vinden. Hij heeft veel verschillende mondstukken
geprobeerd, en heeft daarbij vooral gezocht naar mondstukken met een grote
kamer, en een kleine baffle, zodat het geluid, zoals hij zelf zegt, goed
geprojecteerd wordt.

Klank 

Opvallend aan de testresultaten was dat veel mondstukken qua klank erg op elkaar leken. Er waren veel mondstukken bij die een soort "hese" bijklank hadden. Marco gaf zelf de voorkeur aan de mondstukken die dit hese bijgeluid niet hadden, zoals het mondstuk dat van het originele Meyer mondstuk in plastic is gekopieerd en een het mondstuk "Inner tube". Dit laatste mondstuk is ontworpen zodat de overgang tussen de saxofoon en het mondstuk zelf geleidelijk wordt gemaakt. De saxofoon schuif je hierbij in de buitenste wand van het mondstuk, en om de binnenste wand van het mondstuk heen. 

De klank van het Berg Larsen mondstuk en van het nylon mondstuk was minder goed. Dit kwam door oneffenheden op deze mondstukken, waardoor het rietje niet goed tegen het mondstuk aan sloot. De klank van het titanium Meyer mondstuk was wel mooi. Marco kon een duidelijk verschil horen tussen de klank hiervan en die van de plastic mondstukken. De klank was warm met een randje erin.

Speelbaarheid

 De blauw plastic mondstukken speelden bijna allemaal gewoon makkelijk. Bij één mondstuk van blauw plastic was dit anders. Dit mondstuk was bij wijze van experiment zo gemaakt, dat de opening in de kamer alleen uit een klein gaatje met ongeveer een diameter van 3 mm bestond. Hier was geen geluid uit te krijgen. Het zou nog interessant kunnen zijn om dit gaatje steeds iets groter te maken, en te kijken wanneer het groot genoeg is om er wel geluid uit te kunnen krijgen. 

De oneffenheden in de eerder beschreven Berg Larsen en nylon mondstukken zorgden ervoor dat de bespeelbaarheid hiervan minder goed was. Het andere titanium mondstuk, het Meyer mondstuk, speelde wel duidelijk zwaarder dan de blauw plastic mondstukken.

Bruikbaarheid

Zoals wel duidelijk is, is het wel belangrijk om bij sommige mondstukken de oneffenheden weg te halen, voordat deze mondstukken werkelijk bruikbaar zijn. Ook het mondstuk met slechts een klein gaatje in de kamer als opening is niet goed te gebruiken.

Een ander probleem was dat een aantal mondstukken niet ver genoeg over de saxofoon heen konden schuiven. Hierdoor kon de saxofoon niet goed gestemd worden en werden ook de klank en het bereik beïnvloed. Om deze mondstukken te kunenn gebruiken moeten ze hierop wel aangepast worden.  

Marco zei tijdens het interview dat hij zelf zou kiezen voor het originele Meyer mondstuk van blauw plastic. Dit mondstuk blaast makkelijk en de klank is goed, zonder hese bijgeluiden. 

Nylon SLS print

Naast de 11 verschillende mondstukvarianten hebben we ook
het originele Meyer mondstuk in Nylon geprint. Dit hebben we door een SLS 3D
printer laten doen. SLS staat voor Selective Laser Sintering, hiermee wordt met
behulp van een laser laag na laag een poeder gesmolten tot een vast product.

 Dit hebben wij niet zozeer gedaan om te kijken wat dit materiaal bijdraagt aan het geluid van het mondstuk, maar meer om te kijken of er een goedkope manier is om
een mondstuk te kunnen printen. Want SLS printen is relatief goedkoop. Want het
mondstuk dat wij hebben laten printen kost ongeveer 20 euro. 

 

 

Eigen ontwerpen

 

Nadat de doorsneden van het Meyer-model omgezet waren in een
3D model in Solidworks zijn we vanuit dit model gaan aanpassen en variëren. 

We zijn uiteindelijk op 11 verschillende varianten van dit
mondstuk gekomen. Nadat deze door de objet printer waren geprint heeft Bob
zorgvuldig het supportmateriaal van de geprinte mondstukken verwijderd.

Dit zijn alle uiteindelijke geprinte varianten van het
mondstuk:

 

 

 

 

 Op de donderdag voor het interview met Marco Kegel heeft Bob
de mondstukken in een oefenruimte van het SnC uitgeprobeerd. Dit was om te
kijken of de mondstukken konden functioneren en of er eventueel overduidelijke
verschillen in de klank van de mondstukken waren. We hebben besloten om het
gedetailleerd bestuderen en beschrijven van de mondstukken over te laten aan
professionele saxofoonspelers omdat we vermoedde dat zij veel beter de
klankkleur en de eigenschappen van de mondstukken kunnen onderscheiden en
benoemen.

 

 

 

Dit is 1 van de verschillende modellen die we ontworpen
hebben, hierbij is een kamer van het mondstuk in 2e verdeeld door
een tussenwandje.

 

 

 

 

 

2de Titanium mondstuk

Ook het 2de titanium mondstuk dat we bij Layerwise
in België hebben laten printen is gelukt. Dit is model is afgeleid van het
Meyer mondstuk van Leo van Oostrom. 

 

 

Van computer naar model

 

We hebben van de doorsneden van het Meyer mondstuk, die we
verkregen hebben uit de CT-scan, een 3D model gemaakt. Omdat de totale scan een
geheugen van 22 GB in nam was het niet mogelijk hiermee fatsoenlijk te werken. Daarom
hebben niet alle doorsneden gebruikt voor het 3D model.

 

Het model is geprint door een objet printer dat voor
materiaal een soort plastic epoxy gebruikt. Het materiaal wordt verkocht onder
de naam “Veroblue”. 

Patenten

Het idee was om patenten met betrekking tot de binnenvorm
van saxofoonmondstukken in kaart te brengen. Dit soort patenten zijn er wel,
maar omdat mondstukken geen producten zijn die in massaproductie gemaakt worden
gaat het vooral over individuen. Bijvoorbeeld het houten mondstuk van Francois
Louis heeft een patent, als iemand zo’n mondstuk wil verkopen dan heet dat ook
een Francois Louis mondstuk.

Veel mondstukken worden deels machinaal en deels
handmatig gemaakt, dus het handmatige deel is altijd uniek. Patenten hebben dan
dus niet een grote invloed om het produceren van mondstukken.

De prints naast elkaar

 [object:flash:http://vimeo.com/moogaloop.swf?clip_id=30680987&server=vimeo.com&show_title=0&show_byline=0&show_portrait=0&color=00adef&fullscreen=1&autoplay=0&loop=0 width:400 height:100%]

 [object:flash:http://vimeo.com/moogaloop.swf?clip_id=30700417&server=vimeo.com&show_title=0&show_byline=0&show_portrait=0&color=00adef&fullscreen=1&autoplay=0&loop=0 width:400 height:100%] 

 

 

3D Printed Saxophone Mouthpieces from Bob van Iersel on Vimeo.

 

Effect van de kamergrootte op het geluid van een sax

Op diezelfde site als de vorige post stond ook deze informatie:

 

 

 Bron: http://www.mouthpiecemuseum.com/MouthpieceMuseum/Chambers.html

 

Het effect van de baffle vorm op het geluid

Op een van de sites die we doorgelinkt kregen van Leo van Oostrum stond deze waardevolle informatie:

 

 

 Bron: http://www.mouthpiecemuseum.com/MouthpieceMuseum/Baffles.html

 

Objet vs. FDM

Afgelopen weekend zijn de twee geprintte mondstukken (de witte uit de FDM machine van BK en de blauwe uit de Object machine op IO) getest door Bob. De bevindingen waren als volgt:

– Het FDM-mondstuk was moeilijk te bespelen, dit komt waarschijnlijk door de ruwheid van de print (de layer-thickness is 0.25 mm, en dat kun je zien en voelen). Door deze ruwheid kon het rietje de ingang van het mondstuk slecht afsluiten waardoor het geluid moeilijk te controleren was en de hoge tonen nauwelijks te bereiken waren.

– Het Objet-mondstuk deed het een heel stuk beter, verrassend goed zelfs. Het geluid was vergelijkbaar met het originele model (al was het volume iets minder, dit is niet per-se goed of slecht). Hij was echter wel makkelijker te bespelen, dit komt omdat de tip-opening van het Solidworks model iets kleiner was dan de tip-opening van het originele mondstuk.

Er zijn twee conclusies die uit deze test te trekken zijn. Als eerste zijn we erachter gekomen dat Objet een betere printmethode is voor proefmodellen dan FDM, en als tweede zijn we erachter gekomen dat het Solidworks model een werkend mondstuk opleverd en dus met een gerust hart naar Layerwise gestuurd kan worden.

© 2011 TU Delft