Musik är en konst, men det är också en vetenskap som involverar vibrerande vass och strängar, ljudvågor och resonanser. Studiet av akustik kan hjälpa forskare att producera vacker musik även med musikinstrument utformade med högteknologiska metoder, som 3D-utskrift.

Xiaoyu Niu, från University of Chinese Academy Sciences, och andra forskare studerade ljudkvaliteten hos en 3-D-printad ukulele och jämförde den med ett vanligt träinstrument. Niu kommer att presentera gruppens resultat i ett föredrag, "En jämförelse av ljudkvaliteten för PLA 3-D-utskriftsukulele och träukulele med enkelbord, " vid det 178:e mötet i Acoustical Society of America, som kommer att hållas 2-6 december, på Hotel del Coronado i San Diego. Nius föredrag är en del av en session om "Allmänna ämnen i musikalisk akustik, kommer att hållas med början kl 9:00 på torsdagen, 5 dec.

Ukulelen som studerades av Nius grupp skapades med en 3-D-skrivare med en typ av plast som kallas polymjölksyra, eller PLA. Detta ämne har blivit ganska populärt för att producera 3-D-tryckta föremål, eftersom utskriften kan göras vid låga temperaturer.

Niu hittas under samma plockkraft, träukulelen var starkare än den 3D-tryckta. Utredarna fann också att klangfärgen för de två instrumenten var olika. Träinstrumentet uppvisade fler högfrekventa vibrationer än den 3-D-tryckta ukulelen.

"Vi fann att det A-vägda ljudtrycket för det 3-D-tryckta instrumentet var lägre än det för träet, " sa Niu. A-viktning används för att ta hänsyn till den relativa ljudstyrkan hos lågfrekventa ljud som uppfattas av det mänskliga örat.

För att förklara dessa skillnader, utredarna utförde datorberäkningar med hjälp av ett mjukvarupaket som kallas COMSOL. De modellerade först ukuleleformen matematiskt. Använda formler för ljudresonans och akustik, de kunde förklara skillnaderna mellan en vanlig träukulele och den nya högteknologiska 3D-tryckta versionen. Niu och medarbetare planerar att fortsätta sitt arbete för att ytterligare förbättra denna matematiska modell.