钢琴弦轴板的历史演变与材性分析

赵羚君

【摘 要】 从弦轴板的历史演变入手，通过对不同时期弦轴板结构和性能的改变进行综合梳理，并结合现代弦轴板的材质 性能进行数据和理论剖析，提出不同材质弦轴板的具体优势，从而达到对钢琴弦轴板材质性能的综合性考量。

【关键词】 钢琴；弦轴板；历史演变；材性分析

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.02.012

1 钢琴弦轴板的历史演变

1.1 古钢琴之前的弦轴板

钢琴，被世人尊崇为“乐器之王”，其起源可以追溯至古希腊时期的独弦琴，又称弦音计（monochord）。据资料记载，公元前6世纪，独弦琴由毕达哥拉斯（Pythagoras）创制，用于当时的音律审度和乐理研究。乐器的形制是将一根单弦张于长方形的共鸣箱上，琴弦两端紧附于固定物上，并通过中间若干可移动的楔形弦码，改变琴弦的有效长度，最终发出所需的音律音高。所以，固定独弦的固定物就是琴栓（Tuning peg），即弦轴的雏形。

在14～15世纪，波斯地区从流行的独弦琴发展出多弦乐器的两大支系，即弹拨弦乐器索尔特里琴（Psaltery）和打击弦乐器杜西玛琴（Dulcimer），二者直接影响了古钢琴的诞生和制作。二者音准的保持和调节都需要琴栓作为调节琴弦张力的部件。在14世纪中叶，欧洲已经具备金属锻造技术，促使后期音栓材质由木制改为金属制弦轴，成为弦轴发展史上的一大进步。因此，随着多弦乐器张力的增大和金属制弦轴的发展，弦轴板的材质从此也正式确立为硬木（Hard wood）。

1.2 古钢琴的弦轴板

在15世纪左右，打击弦乐器杜西玛琴在欧洲产生，16世纪流行于世，其发展成为击弦古钢琴——楔槌键琴（Clavichord），其乐器形制继承的是弦音计，乐器的弦轴板被表面一层薄板装饰覆盖于下方（见图1），形成了古钢琴独有的“整块实木弦轴板”的结构，金属弦轴即被植入实木弦轴板上。

14世纪左右，弹拨弦乐器索尔特里琴在英国发展成为拨弦古钢琴——羽管键琴（Harpsichord），17世纪后期，它相较楔槌键琴更加流行于欧洲（德国除外）。羽管键琴同楔槌键琴的弦轴板类同，上面都有一层薄板覆盖住下面的硬木实木板，金属弦轴即被植入这块实木板块上。据资料记载，在乐器拨杆装置上（Rank）上发现历史上著名钢琴制造家的名字，即迪尔肯（Dulcken）、舒迪（Shudi 德/英）和柯克曼（Kirckman 德/英）。但是，他们制造的羽管键琴都会产生一种类似鼻音的音色，究其原因，是乐器制作家为了完成在弦轴板上特别雕刻的设计，需要被记录和插入到拨杆（Jack）上（图2）。另外，在弦轴板上雕刻的设计内容会削弱外壳的结构作用，因此，额外附加的拨杆装置并不能承受琴弦的拉力。所以，历史上的失败设计案例告诉后人，若想最大限度发挥弦轴板的本体作用——稳固弦轴和承受琴弦张力，应尽量避免在弦轴板上设计这些“多余的雕刻”。

古钢琴的变化体——维吉纳（Virginal）、斯皮耐（Spinetta）以及立地型大键琴（Clavicytherium）等乐器的弦轴板基本与楔槌键琴和羽管键琴类同，直至近代第一架钢琴诞生后，弦轴板的结构发生了细微的变化。

1.3 近代钢琴的弦轴板

1709年，巴托洛米奥·克里斯托弗里（Bartolomeo Cristofori，1655～1732）创造首架钢琴，即可以奏出强音和弱音的键盘乐器（Gravicembalo col piano e fort），近代钢琴拉开历史帷幕。据资料记载，克里斯托弗里将乐器的弦轴板结构设计成“倒转弦轴板”（Inverted wrest plank）样式，从其现存的三台钢琴中的两台可以观测出：克里斯托弗里将弦轴按照一种不寻常的方式排列，即所有弦轴自始至终都是通过插入弦轴板而获取支撑。所以，调音扳手都是套在弦轴上，即弦轴板的顶面上，而琴弦则被围绕在底边的弦轴上。如此构造虽然给修复折损琴弦带来困难，但其优点在于前桥，即音板上的横木条也被倒转，弦槌在下面对琴弦实施击弦动作时，琴弦的振动区域将会牢固且准确到位，而不是取代或是替换。倒转的弦轴板会在乐器上使琴弦的位置更低，允许有更加小巧轻便的弦槌。因此，会相应地产生更加轻柔和敏捷的触感。

这种倒转弦轴板在克里斯托弗里逝世后的150年后才被发现，而现代钢琴中几乎也运用了同样的原理，即弦槌靠近琴弦的发音长度的接触点不是压弦钮（Agraffe）就是压弦条（capo d'astro bar）。这些装置对琴弦拉力的方向与弦槌击弦的方向相反，就像克里斯托弗里对于弦轴板的原始设置一样。

所以，钢琴结构的发展并不是独立演进的，而是彼此关联又相互影响。继克里斯托弗里之后，戈特弗里德·西尔伯曼（Gottfried Silbermann）、约翰·安德烈亚斯·施泰因（Johann Andreas Stein）、约翰·克里斯托弗·楚姆佩（Johann Christoph Zumpe）、约翰·布劳德伍德（Johann Broadwood）、塞巴斯蒂安·埃拉尔（Sebastian Erard）等钢琴制造师们经过不断的努力与研究，从制音音栓到延音踏板的发明，从维也纳式击弦机到英国式击弦机直至“复震奏式杠杆”的击弦机装置的改进，进而到大音量音板和大张力琴弦以及金属支架代替木制支架的发明，诸多创新乐器工艺都使钢琴的结构得到了整体提升。因此，此后钢琴结构的发展迎来了革命性的进步。

1.4 现代钢琴的弦轴板

大约在19世纪50年代，现代钢琴以施坦威家族（The Steinways）制作的钢琴为分界点。施坦威钢琴公司采用改进的胶拼分层弦轴板结构，即由2层胶拼的实木板结构发展到后来的4层胶拼实木板结构，并同铸铁支架上的筋杆一起配合和承载琴弦的绝大部分张力。这种多层弦轴板的发展趋势不仅解决了实木弦轴板开裂翘曲的问题，而且板孔内轴向纤维的支撑也增大了弦轴板的握钉力。endprint

20世纪上半叶，合成树脂胶和木材加工的渐进发展促使现代钢琴弦轴板结构的改革。到了20世纪中期，弦轴板层状结构的设计理念得到了更深一步的拓展，即采用多层层压结构的胶合板结构来制作弦轴板。1963年，施坦威公司申请了Hexagrip?的弦轴板设计专利（#US3091149），即6层抓柄弦轴板——分别应用于立式钢琴（图3-a）和三角钢琴（图3-b），针对木材纹理方向分别设计成有别于其他弦轴板的方案。早在1950年，多层胶合弦轴板研制成功，并在此后不久取得专利。此后，弦轴板的胶合层数逐渐增加，直至19层的弦轴板，并被不断地应用在钢琴中，发展成当代钢琴弦轴板的固有形制。

2 弦轴板的材性分析

2.1 弦轴板的结构特征

弦轴板（pinblock / wrestplank）是一种由若干层薄板或单板（veneen / ply）进行高温层压处理，并且与毗邻层木材纹理形成具有一定规格角度的胶合板，其作用是稳固弦轴，并同铁支架一同承受缠绕在弦轴上绝大部分的琴弦张力。由于钢琴的弦轴板是直接关联音准稳定的结构部件，其材质必须具备很强的抗断裂强度、抗压力强度以及抗弯曲强度，因此，阔叶树种（硬木）被全世界钢琴生产企业公认是最适合制作钢琴弦轴板的木材。

下面一组弦轴板的相关信息及数据来自国家标准GB/T 25457—2010 《钢琴弦轴板》（见表1、表2）。

2.2 弦轴板材质特性分析

钢琴结构中所使用的主要原材料为木材，除了共振板、肋木以及键盘等结构常使用针叶材云杉类材料外，其余包括弦轴板、码桥以及击弦机等结构使用的都是阔叶材——硬木材料。现列举出国际上普遍使用的两大类弦轴板材质，即欧洲榉木弦轴板（Beech pinblock）、北美硬枫木弦轴板（Hard maple pinblock）。

（1） 榉木弦轴板

榉木，即业内所称山毛榉，主要产自欧洲，属于榆科落叶乔木。其材性硬度坚固，抗冲击、抗压、抗弯强度优，握钉力性能佳，干燥时易出现裂纹。因此，常被用作建筑和机械制造木材。中国南方虽也盛产榉木，即“南榆”，但国内木材市场出售的多是木质稳定的进口榉木。

欧洲大陆的榉木树干直径为600 mm～1 200 mm，高度在35 m～55 m，平均树龄为80年～120年，是生长在蒙古和俄罗斯的桦木（Birch）树干直径和高度的两倍，其基材生长环境优良、周身尺寸合乎标准（见表3）。

由于现代钢琴弦轴板制作工艺的差别和各个生产加工部门的要求，在层数上多以19层为准。以德国帝豪尼特（Dehonit?）制作的弦轴板为例——欧洲榉木的材质，其弦轴板的密度由其重量决定，每一层的密度和重量逐渐递增（首层的重量由2.65 kg、2.92 kg、2.80 kg……递增至19层，密度由首层的0.68 g/cm?、0.75 g/cm?、0.71 g/cm?……递增至19 层）。这样做的优势是最大限度地发挥出榉木板的力学材性，使弦轴植入弦轴板内的扭力保持20 Nm的标准。

（2）硬枫木弦轴板

枫木，又称槭木，属于槭树科。槭树属阔叶落叶乔木类别，并按照硬度可分为硬枫木和软枫木两种。用于乐器的木材应选用硬枫木，其材性胶合性能强，结构均匀，抗冲击、抗磨、抗弯强度优，握钉力性能佳，干燥时易翘曲，是制作钢琴弦轴板的常用木材。

由硬枫木材质制作的弦轴板在层压胶合的过程中，主要是以层数计算为主导，其密度范围较大，每一层单板较之榉木弦轴板厚。一般情况下，薄板的层数为基数，如3层、5层、7层……19层等。当然，薄板层数也有偶数的情况发生，如施坦威钢琴的6层弦轴板就是特例。因此，可以考虑制成类似施坦威钢琴单板较厚、层数较少的结构的弦轴板。

施坦威钢琴采用的硬木木材即原产自北美的硬枫木糖枫（sugar maple）材质，分布遍及美国洛基山脉东侧和太平洋沿线北部，适合做钢琴的弦轴板和击弦机部件。根据美国农业部门森林产品实验室数据显示，硬枫的抗压强度是最适合且最常被弦轴板所使用的加工材料，木材端部纹理至少要比侧面纹理好3倍，且弹性也会好10 ～20倍。

以F. H. WALSH为施坦威公司发明的六层弦轴板专利（Hexagrip?，US3091149）为例（见图4），其独特之处在于木材的纹理，即四分纵锯径切的6层或7层层压薄木硬枫木原料，纹理被均匀地配置为相继成45°、90°的层叠角度，利用木材一致的纹理方向将弦轴全部抱握住，弦轴的所有方向面都被枫木的端部纹理紧紧围握。所以，给弦轴提供最大限度的抓握性能。这种设计会使弦轴具有更为平稳的扭矩运动以及更加均衡地保持这种坚实结构的设置。

榉木弦轴板在密度上的均匀性决定了其材质在力学强度方面的突出特性，并由密度为计算主导来增强弦轴板的材质性能；而枫木弦轴板在密度范围大的基础之上，依靠每层层压板不等厚的尺寸以及每层单板纹理方向与毗邻层的相对面中的纹理的角度设置，用6层、7层以及9层等较少层数的层压板，通过减少胶层来实现弦轴板的力学性能。

2.3 弦轴板的材质特性考量

以下是笔者从广州珠江钢琴厂和营口西尔伯曼钢琴厂经过实地考查，针对弦轴板材质特性进行测试的过程和结果，所测弦轴板的材质均来自欧洲榉木。

因为各个钢琴厂从原材料工厂引进的多层层压胶合板后，仍需对大板再次进行含水率的测试、测量、烘干，甚至是人工干燥。因此，弦轴板的再加工程序和组装过程需伴随弦轴的三次扭矩测试（弦轴板材质特性考量），此过程直至钢琴出厂前才得以结束。

钢琴的弦轴板大板经过开锯成型、机器胶合（立式钢琴弦轴板甲板，即多层层压胶合板与弦轴板底板 / 弦轴板后方的垫条胶粘）、钻孔定位、码克连接、固定支架以及木圈安装的加工过程后，需进行第一次弦轴扭矩测试。具体方法为：使用专用设备对弦轴板进行钻孔，并于每音区植入1至2个弦轴进行弦轴扭矩测试，符合工艺要求（18 Nm～22 Nm，180 kgm ～220 kgm）方可进行整台钢琴弦轴板钻孔工序；不符合工艺要求需针对具体情况进行钻头的更换（扭力过大，需更换更大直径的钻头；扭力过小，需更换更粗的弦轴）。当钻孔工序和挂弦工艺程序完成之后，因弦轴扭矩在琴弦拉力的作用下会发生变化，因此，需要进行第二次扭矩测试。测试的结果应较第一次测试低，工艺标准为（16 Nm ～20 Nm，160 kgm～200 kgm）。此外，由于钢琴在出厂前需经过7次调律（3次拔音和4次调律），当最后一次调律结束后，需对弦轴进行最后一次扭矩测试，并确保达到国家标准（≥15 Nm，≥150 kgm）。

2.4 弦轴板材性考量结果

以广州珠江UP118为第一次扭矩测试产品（见图5）。测试设备为扭矩扳手（扭矩单位：Nm），弦轴直径6.9 mm，钻头直径6.2 mm。

以营口西尔伯曼UP123为三次扭矩测试产品（见图6）。测试设备为扭矩扳手（扭矩单位：kgm），弦轴直径6.9 mm，钻头直径6.3 mm。

3 结语

弦轴板作为钢琴制作工艺中与音准稳定性最为密切的结构部分，其历史演变与材性革新促进了钢琴的整体发展。笔者希望把钢琴弦轴板的结构和材性进行的系统分析，能够为调律师们在专业技术方面提供更宽广的理论依据。endprint

20世纪上半叶，合成树脂胶和木材加工的渐进发展促使现代钢琴弦轴板结构的改革。到了20世纪中期，弦轴板层状结构的设计理念得到了更深一步的拓展，即采用多层层压结构的胶合板结构来制作弦轴板。1963年，施坦威公司申请了Hexagrip?的弦轴板设计专利（#US3091149），即6层抓柄弦轴板——分别应用于立式钢琴（图3-a）和三角钢琴（图3-b），针对木材纹理方向分别设计成有别于其他弦轴板的方案。早在1950年，多层胶合弦轴板研制成功，并在此后不久取得专利。此后，弦轴板的胶合层数逐渐增加，直至19层的弦轴板，并被不断地应用在钢琴中，发展成当代钢琴弦轴板的固有形制。

2 弦轴板的材性分析

2.1 弦轴板的结构特征

弦轴板（pinblock / wrestplank）是一种由若干层薄板或单板（veneen / ply）进行高温层压处理，并且与毗邻层木材纹理形成具有一定规格角度的胶合板，其作用是稳固弦轴，并同铁支架一同承受缠绕在弦轴上绝大部分的琴弦张力。由于钢琴的弦轴板是直接关联音准稳定的结构部件，其材质必须具备很强的抗断裂强度、抗压力强度以及抗弯曲强度，因此，阔叶树种（硬木）被全世界钢琴生产企业公认是最适合制作钢琴弦轴板的木材。

下面一组弦轴板的相关信息及数据来自国家标准GB/T 25457—2010 《钢琴弦轴板》（见表1、表2）。

2.2 弦轴板材质特性分析

钢琴结构中所使用的主要原材料为木材，除了共振板、肋木以及键盘等结构常使用针叶材云杉类材料外，其余包括弦轴板、码桥以及击弦机等结构使用的都是阔叶材——硬木材料。现列举出国际上普遍使用的两大类弦轴板材质，即欧洲榉木弦轴板（Beech pinblock）、北美硬枫木弦轴板（Hard maple pinblock）。

（1） 榉木弦轴板

榉木，即业内所称山毛榉，主要产自欧洲，属于榆科落叶乔木。其材性硬度坚固，抗冲击、抗压、抗弯强度优，握钉力性能佳，干燥时易出现裂纹。因此，常被用作建筑和机械制造木材。中国南方虽也盛产榉木，即“南榆”，但国内木材市场出售的多是木质稳定的进口榉木。

欧洲大陆的榉木树干直径为600 mm～1 200 mm，高度在35 m～55 m，平均树龄为80年～120年，是生长在蒙古和俄罗斯的桦木（Birch）树干直径和高度的两倍，其基材生长环境优良、周身尺寸合乎标准（见表3）。

由于现代钢琴弦轴板制作工艺的差别和各个生产加工部门的要求，在层数上多以19层为准。以德国帝豪尼特（Dehonit?）制作的弦轴板为例——欧洲榉木的材质，其弦轴板的密度由其重量决定，每一层的密度和重量逐渐递增（首层的重量由2.65 kg、2.92 kg、2.80 kg……递增至19层，密度由首层的0.68 g/cm?、0.75 g/cm?、0.71 g/cm?……递增至19 层）。这样做的优势是最大限度地发挥出榉木板的力学材性，使弦轴植入弦轴板内的扭力保持20 Nm的标准。

（2）硬枫木弦轴板

枫木，又称槭木，属于槭树科。槭树属阔叶落叶乔木类别，并按照硬度可分为硬枫木和软枫木两种。用于乐器的木材应选用硬枫木，其材性胶合性能强，结构均匀，抗冲击、抗磨、抗弯强度优，握钉力性能佳，干燥时易翘曲，是制作钢琴弦轴板的常用木材。

由硬枫木材质制作的弦轴板在层压胶合的过程中，主要是以层数计算为主导，其密度范围较大，每一层单板较之榉木弦轴板厚。一般情况下，薄板的层数为基数，如3层、5层、7层……19层等。当然，薄板层数也有偶数的情况发生，如施坦威钢琴的6层弦轴板就是特例。因此，可以考虑制成类似施坦威钢琴单板较厚、层数较少的结构的弦轴板。

施坦威钢琴采用的硬木木材即原产自北美的硬枫木糖枫（sugar maple）材质，分布遍及美国洛基山脉东侧和太平洋沿线北部，适合做钢琴的弦轴板和击弦机部件。根据美国农业部门森林产品实验室数据显示，硬枫的抗压强度是最适合且最常被弦轴板所使用的加工材料，木材端部纹理至少要比侧面纹理好3倍，且弹性也会好10 ～20倍。

以F. H. WALSH为施坦威公司发明的六层弦轴板专利（Hexagrip?，US3091149）为例（见图4），其独特之处在于木材的纹理，即四分纵锯径切的6层或7层层压薄木硬枫木原料，纹理被均匀地配置为相继成45°、90°的层叠角度，利用木材一致的纹理方向将弦轴全部抱握住，弦轴的所有方向面都被枫木的端部纹理紧紧围握。所以，给弦轴提供最大限度的抓握性能。这种设计会使弦轴具有更为平稳的扭矩运动以及更加均衡地保持这种坚实结构的设置。

榉木弦轴板在密度上的均匀性决定了其材质在力学强度方面的突出特性，并由密度为计算主导来增强弦轴板的材质性能；而枫木弦轴板在密度范围大的基础之上，依靠每层层压板不等厚的尺寸以及每层单板纹理方向与毗邻层的相对面中的纹理的角度设置，用6层、7层以及9层等较少层数的层压板，通过减少胶层来实现弦轴板的力学性能。

2.3 弦轴板的材质特性考量

以下是笔者从广州珠江钢琴厂和营口西尔伯曼钢琴厂经过实地考查，针对弦轴板材质特性进行测试的过程和结果，所测弦轴板的材质均来自欧洲榉木。

因为各个钢琴厂从原材料工厂引进的多层层压胶合板后，仍需对大板再次进行含水率的测试、测量、烘干，甚至是人工干燥。因此，弦轴板的再加工程序和组装过程需伴随弦轴的三次扭矩测试（弦轴板材质特性考量），此过程直至钢琴出厂前才得以结束。

钢琴的弦轴板大板经过开锯成型、机器胶合（立式钢琴弦轴板甲板，即多层层压胶合板与弦轴板底板 / 弦轴板后方的垫条胶粘）、钻孔定位、码克连接、固定支架以及木圈安装的加工过程后，需进行第一次弦轴扭矩测试。具体方法为：使用专用设备对弦轴板进行钻孔，并于每音区植入1至2个弦轴进行弦轴扭矩测试，符合工艺要求（18 Nm～22 Nm，180 kgm ～220 kgm）方可进行整台钢琴弦轴板钻孔工序；不符合工艺要求需针对具体情况进行钻头的更换（扭力过大，需更换更大直径的钻头；扭力过小，需更换更粗的弦轴）。当钻孔工序和挂弦工艺程序完成之后，因弦轴扭矩在琴弦拉力的作用下会发生变化，因此，需要进行第二次扭矩测试。测试的结果应较第一次测试低，工艺标准为（16 Nm ～20 Nm，160 kgm～200 kgm）。此外，由于钢琴在出厂前需经过7次调律（3次拔音和4次调律），当最后一次调律结束后，需对弦轴进行最后一次扭矩测试，并确保达到国家标准（≥15 Nm，≥150 kgm）。

2.4 弦轴板材性考量结果

以广州珠江UP118为第一次扭矩测试产品（见图5）。测试设备为扭矩扳手（扭矩单位：Nm），弦轴直径6.9 mm，钻头直径6.2 mm。

以营口西尔伯曼UP123为三次扭矩测试产品（见图6）。测试设备为扭矩扳手（扭矩单位：kgm），弦轴直径6.9 mm，钻头直径6.3 mm。

3 结语

弦轴板作为钢琴制作工艺中与音准稳定性最为密切的结构部分，其历史演变与材性革新促进了钢琴的整体发展。笔者希望把钢琴弦轴板的结构和材性进行的系统分析，能够为调律师们在专业技术方面提供更宽广的理论依据。endprint

20世纪上半叶，合成树脂胶和木材加工的渐进发展促使现代钢琴弦轴板结构的改革。到了20世纪中期，弦轴板层状结构的设计理念得到了更深一步的拓展，即采用多层层压结构的胶合板结构来制作弦轴板。1963年，施坦威公司申请了Hexagrip?的弦轴板设计专利（#US3091149），即6层抓柄弦轴板——分别应用于立式钢琴（图3-a）和三角钢琴（图3-b），针对木材纹理方向分别设计成有别于其他弦轴板的方案。早在1950年，多层胶合弦轴板研制成功，并在此后不久取得专利。此后，弦轴板的胶合层数逐渐增加，直至19层的弦轴板，并被不断地应用在钢琴中，发展成当代钢琴弦轴板的固有形制。

2 弦轴板的材性分析

2.1 弦轴板的结构特征

弦轴板（pinblock / wrestplank）是一种由若干层薄板或单板（veneen / ply）进行高温层压处理，并且与毗邻层木材纹理形成具有一定规格角度的胶合板，其作用是稳固弦轴，并同铁支架一同承受缠绕在弦轴上绝大部分的琴弦张力。由于钢琴的弦轴板是直接关联音准稳定的结构部件，其材质必须具备很强的抗断裂强度、抗压力强度以及抗弯曲强度，因此，阔叶树种（硬木）被全世界钢琴生产企业公认是最适合制作钢琴弦轴板的木材。

下面一组弦轴板的相关信息及数据来自国家标准GB/T 25457—2010 《钢琴弦轴板》（见表1、表2）。

2.2 弦轴板材质特性分析

钢琴结构中所使用的主要原材料为木材，除了共振板、肋木以及键盘等结构常使用针叶材云杉类材料外，其余包括弦轴板、码桥以及击弦机等结构使用的都是阔叶材——硬木材料。现列举出国际上普遍使用的两大类弦轴板材质，即欧洲榉木弦轴板（Beech pinblock）、北美硬枫木弦轴板（Hard maple pinblock）。

（1） 榉木弦轴板

榉木，即业内所称山毛榉，主要产自欧洲，属于榆科落叶乔木。其材性硬度坚固，抗冲击、抗压、抗弯强度优，握钉力性能佳，干燥时易出现裂纹。因此，常被用作建筑和机械制造木材。中国南方虽也盛产榉木，即“南榆”，但国内木材市场出售的多是木质稳定的进口榉木。

欧洲大陆的榉木树干直径为600 mm～1 200 mm，高度在35 m～55 m，平均树龄为80年～120年，是生长在蒙古和俄罗斯的桦木（Birch）树干直径和高度的两倍，其基材生长环境优良、周身尺寸合乎标准（见表3）。

由于现代钢琴弦轴板制作工艺的差别和各个生产加工部门的要求，在层数上多以19层为准。以德国帝豪尼特（Dehonit?）制作的弦轴板为例——欧洲榉木的材质，其弦轴板的密度由其重量决定，每一层的密度和重量逐渐递增（首层的重量由2.65 kg、2.92 kg、2.80 kg……递增至19层，密度由首层的0.68 g/cm?、0.75 g/cm?、0.71 g/cm?……递增至19 层）。这样做的优势是最大限度地发挥出榉木板的力学材性，使弦轴植入弦轴板内的扭力保持20 Nm的标准。

（2）硬枫木弦轴板

枫木，又称槭木，属于槭树科。槭树属阔叶落叶乔木类别，并按照硬度可分为硬枫木和软枫木两种。用于乐器的木材应选用硬枫木，其材性胶合性能强，结构均匀，抗冲击、抗磨、抗弯强度优，握钉力性能佳，干燥时易翘曲，是制作钢琴弦轴板的常用木材。

由硬枫木材质制作的弦轴板在层压胶合的过程中，主要是以层数计算为主导，其密度范围较大，每一层单板较之榉木弦轴板厚。一般情况下，薄板的层数为基数，如3层、5层、7层……19层等。当然，薄板层数也有偶数的情况发生，如施坦威钢琴的6层弦轴板就是特例。因此，可以考虑制成类似施坦威钢琴单板较厚、层数较少的结构的弦轴板。

施坦威钢琴采用的硬木木材即原产自北美的硬枫木糖枫（sugar maple）材质，分布遍及美国洛基山脉东侧和太平洋沿线北部，适合做钢琴的弦轴板和击弦机部件。根据美国农业部门森林产品实验室数据显示，硬枫的抗压强度是最适合且最常被弦轴板所使用的加工材料，木材端部纹理至少要比侧面纹理好3倍，且弹性也会好10 ～20倍。

以F. H. WALSH为施坦威公司发明的六层弦轴板专利（Hexagrip?，US3091149）为例（见图4），其独特之处在于木材的纹理，即四分纵锯径切的6层或7层层压薄木硬枫木原料，纹理被均匀地配置为相继成45°、90°的层叠角度，利用木材一致的纹理方向将弦轴全部抱握住，弦轴的所有方向面都被枫木的端部纹理紧紧围握。所以，给弦轴提供最大限度的抓握性能。这种设计会使弦轴具有更为平稳的扭矩运动以及更加均衡地保持这种坚实结构的设置。

榉木弦轴板在密度上的均匀性决定了其材质在力学强度方面的突出特性，并由密度为计算主导来增强弦轴板的材质性能；而枫木弦轴板在密度范围大的基础之上，依靠每层层压板不等厚的尺寸以及每层单板纹理方向与毗邻层的相对面中的纹理的角度设置，用6层、7层以及9层等较少层数的层压板，通过减少胶层来实现弦轴板的力学性能。

2.3 弦轴板的材质特性考量

以下是笔者从广州珠江钢琴厂和营口西尔伯曼钢琴厂经过实地考查，针对弦轴板材质特性进行测试的过程和结果，所测弦轴板的材质均来自欧洲榉木。

因为各个钢琴厂从原材料工厂引进的多层层压胶合板后，仍需对大板再次进行含水率的测试、测量、烘干，甚至是人工干燥。因此，弦轴板的再加工程序和组装过程需伴随弦轴的三次扭矩测试（弦轴板材质特性考量），此过程直至钢琴出厂前才得以结束。

钢琴的弦轴板大板经过开锯成型、机器胶合（立式钢琴弦轴板甲板，即多层层压胶合板与弦轴板底板 / 弦轴板后方的垫条胶粘）、钻孔定位、码克连接、固定支架以及木圈安装的加工过程后，需进行第一次弦轴扭矩测试。具体方法为：使用专用设备对弦轴板进行钻孔，并于每音区植入1至2个弦轴进行弦轴扭矩测试，符合工艺要求（18 Nm～22 Nm，180 kgm ～220 kgm）方可进行整台钢琴弦轴板钻孔工序；不符合工艺要求需针对具体情况进行钻头的更换（扭力过大，需更换更大直径的钻头；扭力过小，需更换更粗的弦轴）。当钻孔工序和挂弦工艺程序完成之后，因弦轴扭矩在琴弦拉力的作用下会发生变化，因此，需要进行第二次扭矩测试。测试的结果应较第一次测试低，工艺标准为（16 Nm ～20 Nm，160 kgm～200 kgm）。此外，由于钢琴在出厂前需经过7次调律（3次拔音和4次调律），当最后一次调律结束后，需对弦轴进行最后一次扭矩测试，并确保达到国家标准（≥15 Nm，≥150 kgm）。

2.4 弦轴板材性考量结果

以广州珠江UP118为第一次扭矩测试产品（见图5）。测试设备为扭矩扳手（扭矩单位：Nm），弦轴直径6.9 mm，钻头直径6.2 mm。

以营口西尔伯曼UP123为三次扭矩测试产品（见图6）。测试设备为扭矩扳手（扭矩单位：kgm），弦轴直径6.9 mm，钻头直径6.3 mm。

3 结语

弦轴板作为钢琴制作工艺中与音准稳定性最为密切的结构部分，其历史演变与材性革新促进了钢琴的整体发展。笔者希望把钢琴弦轴板的结构和材性进行的系统分析，能够为调律师们在专业技术方面提供更宽广的理论依据。endprint