山特维克的全球首款3D打印防摔吉他是如何诞生的？

在迈阿密郊外一家潮湿的摇滚俱乐部里，英格维·马姆斯汀 (Yngwie Malmsteen) 的手指翻飞，令人眼花缭乱。而他手中拿的是一把崭新的、独一无二的吉他。马姆斯汀曾被《时代》杂志评为世界十大电吉他演奏家之一。他刚刚表演了他代表性的巴洛克琶音(Baroque arpeggios)组合曲和一段不可思议的快速弹奏。当他将手中的吉他高高举过头顶时，人群的欢呼声达到了一个新的高潮——

因为他们都期待着接下来要发生的一幕……….

当马姆斯汀举起这件美丽而闪亮的乐器时，亨利克·罗坎恩（Henrik Loikkanen）和艾米丽·诺尔比（Amelie Norrby）屏住了呼吸。这两名来自山特维克的工程师和他们的同事一直以来用他们所有的专业知识和经验打造了这款3D打印防摔全金属电子吉他。他们当然知道马姆斯汀将用尽各种手段，努力尝试把吉他摔成碎片。

众所周知，马姆斯汀是一名具有传奇色彩的吉他“破坏者”，这也是为什么山特维克选择将这把由他们精心设计打造的吉他送给马姆斯汀的原因。作为创新材料和制造领域的世界领先者，山特维克希望凭借这把防摔吉他展示他们如何运用可持续的尖端技术来制造超高精度和超强耐用的产品。

山特维克机械方案部的总裁克拉斯·弗斯特罗姆说，“先进的材料、精密的机械加工、增材制造技术、数据驱动生产，这些都是为大师级音乐家创造一把精密而迷人的吉他所需要的过程。但是我们同时想展示的是，无论马姆斯汀如何摔打，这把吉他都是坚不可摧的。这个项目完美体现了我们的技术和能力———当然还有马姆斯汀的技术和能力。”

合作初始

在佛罗里达演唱会之前的几个月里，山特维克在瑞典汇集了来自全公司的材料、机械加工和增材制造（也被称为3D打印）方面的专家团队，集思广益准备迎接挑战。因为山特维克以前从未制造过吉他，他们决定与英国著名的吉他制造商德鲁曼吉他公司合作。

山特维克的开发工程师亨利克·罗坎恩从年轻时就开始弹吉他，他当时崇拜的偶像就是马姆斯汀。但他自己从来没有砸过一把吉他(“太贵了”，罗坎恩说)。所以，为了全面了解马姆斯汀“摔”吉他的过程，他特别在YouTube上查找资料。

罗坎恩说：“我们必须设计一款无论怎么摔都坚不可摧的吉他。在制作工程上最大的挑战无疑是琴颈和琴身的连接处，吉他上的这个部位经常开裂。”

山特维克的工程师们大胆地决定放弃这样的连接设计。取而代之的是采用一种前所未有的结构来制作吉他 ——即用回收不锈钢的实心棒在一台机器中整体磨制成琴颈和指板，并使二者都延伸进琴身深处的一个长方形主体轮毂。

为了使吉他尽可能轻，山特维克掏空了琴颈和指板的内部表面，甚至在有些部位将其铣削到极具挑战性的一毫米厚度。因为扇贝状指板能够帮助马姆斯汀更好地控制音符，工程师们不得不在长而滑的弧线间进行材料切割。

罗坎恩说：“精度至关重要。每个琴衍的高度必须完美地对齐，否则我们就会听到琴弦触碰琴衍的声音。”

刀刃上的数据

指板和琴颈的部件又长又细，在加工过程中特别容易发生变形。山特维克可乐满公司利用先进的软件，在首次切割之前对磨制工序进行数字模拟。

自动化过程意味着指板能够在一台机器上进行整体磨制。尽管这一过程需要90步单独的操作流程，但是制作中途从未出现停止机器设置新工具和重新切割的情况。

罗坎恩说：“你放了一片原材料进去，然后就出来了一个成品。这是一种更智能的改变材料的方法。你可以减少运转时间，增加工具寿命，并以更低的成本生产零部件。”

亨利克·罗坎恩相信，不锈钢结构加上他的同事们正在开发的高强度结构，将使这把吉他坚不可摧。他说，“我知道马姆斯汀以摔吉他而闻名，但这把吉他的结构和材料都非常坚固。我确信这把吉他最后会完好无损。”

分层打印的三维钛体

与此同时，另一个难题也需要被攻克——如何设计和制造极其复杂的吉他琴身。

山特维克决定使用增材制造技术或3D打印，因为这种技术能够带来更为自由的设计。极其复杂的无法磨制的内部结构被组装成组件，这样就会使得它们变得更轻巧、坚固和灵活。

参加吉他项目的增材制造工程师艾米丽·诺尔比介绍说，他们精心选择的打印技术能够在显微薄层中激光熔制钛粉。他们层层叠加，直到琴身完全建造出来。这种增材制造技术，又被称为粉末机床激光融合技术，对于创造极其复杂的几何形状元件是最为理想的。

诺尔比说，“顾名思义，增材制造技术通过增加材料来创造物体。它直接从数字设计中建立三维实体，通过一层一层添加细金属粉末，并用激光技术将它们完全融合在一起。”

每层都有50微米厚(比人的头发丝还要细)。打印琴身共花了56个小时。吉他的音量旋钮和尾翼也使用了3D打印技术。

增加可持续性

诺尔比之所以选择从事增材制造行业，是因为她认为这是近年来出现的最具颠覆性的技术之一。它本身固有的可持续性使它能够成为引领未来的一项重要技术。

她说道：“增材制造更可持续，因为这项技术能够实现按需取材，几乎能将浪费减少到零。打印机中残留的任何粉末都可以在下一个项目中循环使用。“

除了尽可能地减少浪费外，增材制造还能压缩供应链中的步骤。“增材制造可以直接从一个数字设计得到一个三维产品。如果把生产地点设在产品使用地点附近，还可以减少储存，包装甚至运输零部件等环节，“诺尔比说。这名顶尖的工程专业学生之所以到山特维克工作，就是看中了在这里能够获得用先进的技术解决高度复杂的生产挑战的机会。

她说：“在我的周围活跃着一群世界级的创新思想家。我正在参与着一场如火如荼的增材制造技术的工业革命。这个吉他项目让我们有机会合作并测试我们的新创意。再过几年，这些想法就可以被用来做完全不同的事情，从而让世界变得更美好。“

有史以来最强大的结构

当第一次听说这个项目时，山特维克的研究和开发专家托马斯·福斯曼意识到，这款吉他需要一种既坚固又轻巧的特殊结构。他提议采用各向同性轻量化结构（ILS），这是迄今为止为给定重量开发出的最坚固的结构。

“它看起来跟其他框架结构没什么区别，”福斯曼说，“但它实际上比我们以前见过的任何东西都更坚硬、更轻巧。”

福斯曼对这种ILS结构所使用的材料了如指掌：超双相钢，一种只有山特维克能够生产的级钢。以前，超级双相钢（super-duplex）是山特维克最强大的不锈钢产品；而超双相钢(hyper-duplex)的强度比前者又增加了30%。它同时具备超强耐腐蚀性，以至于一般的标准测试都无法测量它的耐久性。

福斯曼的想法是把超双相ILS机构运用在吉他颈部和指板之间，并把它隐藏在这个结构中。但这又带来了另一个挑战。焊接是连接这三个组件最好的方法，但吉他指板承受不起任何扭转，这也是焊接长而薄的组件所面临的主要问题。

随着时间的推移，他们经过仔细的分析和测试对焊接过程进行了微调，直到ILS结构与吉他成功结为一体。福斯曼认为，吉他项目本身和基于此项目展开的合作充分展现了山特维克的技术专长和丰富经验，这使它即使在有限的时间内也能成功应对各种复杂挑战。

他说：“像这样的通力合作是我们未来成功的关键。我们的客户所面对的挑战越来越复杂。这就需要我们的专业团队与合作伙伴甚至客户携手合作，不断发掘新的方法来应对这些挑战。”

现场，音乐会

在佛罗里达的一个俱乐部里，罗坎恩和诺尔比看着马姆斯汀以惊人的速度和高超的技巧弹拨琴弦，直到最后他把吉他高举过头顶。这两位山特维克的工程师相信他们的吉他能够承受马姆斯汀的任何摔打和折磨。但是当马姆斯汀高举吉他向天花板伸展时，在吉他撞向扩音器前的那一瞬间，罗凯恩和诺尔比都承认他们还是觉得有点儿紧张。

几秒钟后，他们的脸上绽放出了笑容。马姆斯汀挥动着吉他，结果打碎了扩音器。他用吉他大力敲击舞台结构。他一次又一次地挥舞着吉他。他甚至把它扔向空中，看着它坠落到舞台上。

结果什么也没发生。吉他仍然保持了完美的状态。

之后马姆斯汀承认山特维克的这把吉他是前所未有的。他说：“这把吉他真的太棒了！山特维克无疑是这个领域的大咖。当我看到这把吉他的时候，我就能想象到他们为此投入了多少心血。测试结果非常惊人！我用尽了各种手段想要摧毁这把吉他，但这简直是不可能的。”