3D-tulostus on tehnyt merkittävän läpimurron musiikki-instrumenttien valmistuksessa. Perinteisesti soittimet on valmistettu puusta, metallista tai muista luonnonmateriaaleista. Nykyään on mahdollista luoda toimivia ja laadukkaita soittimia suoraan 3D-tulostimella.

Esimerkiksi 3DVarius, maailman ensimmäinen 3D-tulostettu sähköviulu, on saanut paljon huomiota. Se perustuu klassiseen Stradivariuksen muotoon, mutta on valmistettu yhdestä kappaleesta tulostetusta materiaalista, mikä tekee siitä kevyen ja kestävän. Myös metallisten kitarakomponenttien valmistus on kokenut muutoksen: APG Group on kehittänyt palkittuja 3D-tulostettuja metallikomponentteja kitaroihin, parantaen niiden kestävyyttä ja akustisia ominaisuuksia.

Kuva: 3DVarius. Kuva © Thomas Tetu. Artikkeli: Stringsmagazine

Miksi?

3D-tulostuksen tuominen soitinvalmistukseen tuo mukanaan monia etuja:

• Räätälöinti – Soittimet voidaan muokata soittajan kädenjälkeen ja ergonomisiin tarpeisiin sopiviksi.
• Kevyempi rakenne – Tulostetut osat voivat olla perinteisiä kevyempiä menettämättä akustisia ominaisuuksiaan.
• Kustannustehokkuus – Erityisesti prototyyppien valmistuksessa 3D-tulostus säästää aikaa ja materiaaleja.
• Kestävyys ja innovaatio – Uudet materiaalit ja tulostustekniikat voivat parantaa soitinten äänenlaatua ja kestävyyttä.

Miten?

3D-tulostus toimii eri tavoin riippuen soittimesta ja sen osista. Esimerkiksi kitaroiden osia voidaan valmistaa metallin jauhepetisulatusmenetelmällä (SLM), jolloin saadaan aikaan kevyitä mutta kestäviä komponentteja. Toisaalta 3DVarius-viulu hyödyntää kestävää akryylimateriaalia ja SLA-tulostusta (stereolitografia), mikä mahdollistaa saumattoman ja resonanssiltaan erinomaisen rakenteen.

Tulevaisuuden instrumentit ja tekoälyn rooli

Tulevaisuudessa akustiset soittimet, 3D-tulostus ja tekoäly voivat yhdistyä luoden uusia ääniä ja instrumentteja, joita ei ole ennen kuultu. Tekoäly voi generoida uusia ääniä, kuten valaan ja pianon äänen yhdistelmän, ja mallintaa, millainen akustinen rakenne ja materiaali tuottaa juuri tämän soinnin. Nämä akustiset rakenteet voidaan sitten 3D-tulostaa, jolloin syntyy täysin uusia instrumentteja, orkestereita ja sävellyksiä.

Uusia soittimia voidaan kehittää ja personoida laajasti, mikä mahdollistaa entistäkin rikkaamman äänimaailman. Tulevaisuudessa voimme nähdä instrumentteja, jotka mukautuvat soittajan tyyliin ja tuottavat ainutlaatuisia ääniä, joista nykyiset soittimet eivät kykene vastaamaan.

Kuva: Tekoälyn kuvittelema tulevaisuuden soitin

Johtopäätöksiä

3D-tulostus on tuonut musiikki-instrumenttien maailmaan uuden aikakauden, jossa räätälöidyt, kevyemmät ja innovatiivisemmat soittimet tulevat mahdollisiksi. Teknologian kehitys tarkoittaa, että tulevaisuudessa voimme nähdä entistä parempia ja monipuolisempia soittimia, jotka ovat sekä saavutettavia että korkealaatuisia.

3D-tulostetut ja tekoälyllä suunnitellut soittimet eivät ole enää tulevaisuuden visio, vaan jo todellisuutta. Voisiko seuraava soittimesi olla 3D-tulostettu ja tekoälyn generoima?

Sovelluksia ja esimerkkejä

1. Instrumenttien valmistus

• Koko instrumentin tulostaminen: Esimerkiksi saksofoneja, viuluja ja ukuleleja on valmistettu kokonaan 3D-tulostimella. Muovista tulostetut soittimet ovat kevyempiä ja edullisempia kuin perinteiset.
• Komponenttien valmistus: Tulostusta käytetään yksittäisten osien, kuten huilun suukappaleiden tai kitaran satuloiden ja tallojen, valmistukseen.

Six-string guitar capo assembly, produced via MIM and AM by APG-MIM (Courtesy MPIF)

Lähde: https://www.metal-am.com/apg-to-showcase-use-of-additive-manufacturing-in-the-creation-of-award-winning-mim-guitar-components-at-mim2025/

2. Mukautetut ja räätälöidyt ratkaisut

• 3D-tulostus mahdollistaa soittimien mukauttamisen soittajan tarpeiden mukaan, esimerkiksi ergonomisesti suunniteltuja käyrätorvia tai yksilöllisiä sähkökitara-bodyja.
• Se mahdollistaa myös nopeasti prototyyppien luomisen uusista instrumenttimalleista.

3. Korjaus ja varaosat

• Harvinaisten tai vanhojen soittimien varaosia voidaan tulostaa silloin, kun alkuperäisiä ei enää valmisteta.
• Esimerkiksi pianon vasaroita tai saksofonin näppäimiä voidaan valmistaa tulostamalla, jolloin soitin voidaan palauttaa soittokuntoon edullisesti.

4. Akustiikan ja suunnittelun tutkimus

• 3D-tulostus mahdollistaa erilaisten materiaalien ja muotojen kokeilun akustiikan parantamiseksi. Esimerkiksi erikoisvalmisteiset viulun kopat voivat muuttaa soinnin ominaisuuksia.
• Tulostettujen rakenteiden avulla voidaan luoda uusia äänimaailmoja, joita perinteisillä materiaaleilla ei helposti saavuteta.

5. Soittimien saavutettavuus

• 3D-tulostus voi tehdä soittimista edullisempia ja helpommin saatavilla olevia, erityisesti oppilaitoksille ja musiikin harrastajille.
• Esteettömyyttä voidaan parantaa suunnittelemalla soittimia erityistarpeisiin, esimerkiksi vammaisten muusikoiden käyttöön.

Esimerkkejä 3D-tulostetuista instrumenteista

• Hovalin-viulu: Täysin 3D-tulostettu sähköviulu, kevyt ja muokattava. Avoin lähdekoodi.
• 3D-tulostetut huilut ja klarinetit: Testattu klassisessa musiikissa ja opetuskäytössä.
• MONAD: Kustomoitu, futuristinen 3D-tulostettu kitara.
• Olaf Diegel, 3D-tulostetut kitarat