Muziek is een kunst, maar het is ook een wetenschap met trillende rieten en snaren, geluidsgolven en resonanties. De studie van akoestiek kan wetenschappers helpen prachtige muziek te produceren, zelfs met muziekinstrumenten die zijn gemaakt met hightech-methoden, zoals 3D-printen.

Xiaoyu Niu, van de Universiteit van Chinese Academiewetenschappen, en andere onderzoekers bestudeerden de geluidskwaliteit van een 3D-geprinte ukelele en vergeleken deze met een standaard houten instrument. Niu zal de resultaten van de groep presenteren in een lezing, "Een vergelijking over de geluidskwaliteit van PLA 3-D Printing Ukelele en Single Board Houten Ukelele, " tijdens de 178e bijeenkomst van de Acoustical Society of America, die zal worden gehouden 2-6 december, in het Hotel del Coronado in San Diego. Niu's lezing maakt deel uit van een sessie over "Algemene onderwerpen in muzikale akoestiek, " te houden vanaf 9.00 uur op donderdag, 5 december

De ukelele die door Niu's groep werd bestudeerd, is gemaakt met een 3D-printer met behulp van een soort plastic dat bekend staat als polymelkzuur, of PLA. Deze stof is behoorlijk populair geworden voor het maken van 3D-geprinte objecten, omdat het afdrukken bij lage temperaturen kan worden gedaan.

Niu gevonden onder dezelfde plukkracht, de houten ukelele was luider dan de 3D-geprinte. De onderzoekers ontdekten ook dat het timbre van de twee instrumenten verschillend was. Het houten instrument vertoonde meer hoogfrequente trillingen dan de 3D-geprinte ukelele.

"We ontdekten dat de A-gewogen geluidsdruk van het 3D-geprinte instrument minder was dan die van het houten instrument, " zei Niu. A-weging wordt gebruikt om rekening te houden met de relatieve luidheid van laagfrequente geluiden die door het menselijk oor worden waargenomen.

Om deze verschillen te verklaren, de onderzoekers voerden computerberekeningen uit met behulp van een softwarepakket dat bekend staat als COMSOL. Ze hebben eerst de vorm van de ukelele wiskundig gemodelleerd. Met behulp van formules voor geluidsresonantie en akoestiek, ze konden de verschillen uitleggen tussen een standaard houten ukelele en de nieuwe hightech 3D-geprinte versie. Niu en collega's zijn van plan hun werk voort te zetten om dit wiskundige model verder te verbeteren.