Selbst der eher konservativ geprägte Gitarrenbau profitiert von modernster Simulationstechnik und kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen. Thomas Strieker von der Leviora Leichtbau Manufaktur nutzt SOLIDWORKS Simulation, um die Anzahl der Karbonlagen für die Decke des Resonanzkörpers zu optimieren. Betreut wird die Manufaktur im Umgang mit SOLIDWORKS von der DPS Software GmbH aus Leinfelden-Echterdingen bei Stuttgart.
Eine Gitarre besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: Kopf, Hals und Korpus. Boden, Zargen und Decke bilden den taillierten Resonanzkörper („Korpus“), der typischerweise aus Holzlagen gefertigt wird. Doch lässt sich mit Kohlefaser verstärkten Kunststoffen mit einem Zehntel der Lagenstärke im Vergleich zu Holz das gleiche oder gar bessere akustische Verhalten erzielen.
Sehr gute Gitarren müssen sehr filigran ausgeführt sein und schnell auf das Zupfen der Saiten ansprechen. Sonst nimmt der Zuhörer nur ein undefinierbares Geräusch, aber keinen Ohrenschmaus wahr. Thomas Strieker, der bereits im Alter von 15 Jahren begonnen hatte, Gitarren zu bauen, hat mit SOLIDWORKS die Resonanzeigenschaften einer Gitarrendecke modelliert und optimiert.
Über SOLIDWORKS Simulation lässt sich der Grund- und der 1. Oberton der Eigenschwingungen berechnen. „SOLIDWORKS Simulation gibt Auskunft darüber, ob die Eigenfrequenzen durch den Auftrag einer weiteren Karbonlage unterdrückt werden oder nicht. Ziel ist auch herauszufinden, ob sich bestimmte Einzeltöne zu stark herausbilden, was zu unerwünschten Resonanzen führen würde“, erklärt Strieker.
Über die tief integrierte CAD/CAE Tool Suite kann zudem untersucht werden, wie sich die Gitarre durch den Auftrag von Massen akustisch tunen lässt: Es lässt sich berechnen, welchen Einfluss eine zusätzliche Karbonlage auf der Gitarrendecke auf das Resonanzverhalten hat: „In Verbindung mit der Schäftung der CFK-Wabenstruktur hat die Belegungsstärke mit Kohlenstofffasern erheblichen Einfluss auf das Klangverhalten“, sagt der Ingenieur zu den Feinheiten des Gitarrendesigns. Die Optimierung der Decke des Gitarrenkörpers fand anhand eines 2D-Modells in SOLIDWORKS statt.
Intensiver Austausch fördert Produktinnovation
Die DPS Software steht in enger Verbindung mit innovativen Firmen wie Leviora, die mit Simulation mehr aus ihren Produkten herausholen. „Die akustischen Eigenschaften von Produkten werden immer wichtiger“, betont Wolfgang Müller, Leiter des Competence Center Simulation von DPS Software. Beginnend mit Einstiegslösungen und einer Skalierbarkeit bis zur Abaqus-basierenden Highend-Lösung kann der Anwender von DPS Software auf eine kompetente Beratung vertrauen.
Thomas Strieker hat mit SOLIDWORKS die Resonanzeigenschaften einer Gitarrendecke modelliert und optimiert. Mit Kohlefaser verstärkten Kunststoffen mit einem Zehntel der Lagenstärke im Vergleich zu Holz lässt sich das gleiche oder gar bessere akustische Verhalten erzielen.
Bild: Valnion
