Ahorn statt Ebenholz – neue Materialien für Musikinstrumente : Datum:
Wie können traditionsreiche Musikinstrumentenbauer im Vogtland trotz neuer Materialregularien und akutem Fachkräftemangel auch in Zukunft auf dem Markt bestehen? Mit dieser Frage hat sich das sächsische WIR!-Bündnis I-Ma-Tech in den letzten sechs Jahren beschäftigt und aussichtsreiche Lösungen erarbeitet.
Vor über 350 Jahren sind im sächsischen Vogtland die ersten Musikinstrumente gebaut worden. Die hohe handwerkliche Qualität aus dem sogenannten Musikwinkel zwischen Markneukirchen und Klingenthal hat im Laufe der Zeit weltweit Bekanntheit erlangt. Bis heute gibt es hier über 100 Werkstätten mit ungefähr 1.400 Beschäftigten. Doch das Überleben der Betriebe, oftmals Familienunternehmen, wird schwieriger. Es mangelt an Fachkräften und digitalen Technologien. Zudem sind die Regularien für die Nutzung traditioneller Materialien wie Tropenhölzern und speziellen Metallen strenger geworden.
Diesen Herausforderungen hat sich das WIR!-Bündnis I-Ma-Tech gestellt, das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sechs Jahre gefördert worden ist. Auf der Abschlussveranstaltung des Bündnisses in Markneukirchen mit mehr als 100 Teilnehmenden wurde Bilanz gezogen, und die kann sich sehen lassen.
Maßgefertigt mit Metall-3D-Druck
Damit der traditionelle vogtländische Musikinstrumentenbau weiterhin auf dem Weltmarkt bestehen kann, helfen moderne, digitale Produktionsmethoden. Für einige Instrumente bietet sich dafür die additive Fertigung, also der 3D-Druck an. Das spart Material, Zeit und Fachkräfte, an denen es akut mangelt. In den I-Ma-Tech-Projekten AMUSE und FUL-MUS haben Forschende der TU Bergakademie Freiberg zusammen mit der Markneukirchner Unternehmerin Kerstin Voigt ein Teil einer Schalmei im 3D-Druck hergestellt. Eine Schalmei besteht aus 17 Einzelteilen, die miteinander verlötet sind, was äußerst aufwändig ist. Um die Fertigung effizienter zu gestalten, hat das Projektteam ein Teil der Schalmei aus einer Kupferlegierung mit einem speziellen additiven Verfahren produziert. Die Spielbarkeit und das Klangverhalten der Schalmei sind an der Westsächsischen Hochschule Zwickau mit Profimusikern geprüft worden, die keine Qualitätsnachteile feststellen konnten. In Zukunft lässt sich das innovative Herstellungsverfahren auch auf andere Bauteile und Instrumente anwenden. Es geht schneller und ermöglicht komplexe Bauteil-Geometrien, die am Computer entworfen werden können.
Heimische Hölzer mit gutem Klang
Das Team des Projekts ModiMusiHolz hat untersucht, ob sich heimische Hölzer wie Fichte oder Ahorn so modifizieren lassen, dass sie zum Beispiel tropisches Ebenholz in Musikinstrumenten ersetzen können. Nach einigen Voruntersuchungen und Tests an der Technischen Universität Dresden haben die Markneukirchner Partnerunternehmen Berdani GmbH und Mönnig Holzblasinstrumente GmbH mehrere Musterviolinen und Musterklarinetten aus modifizierten einheimischen Hölzern gebaut. Modifiziert heißt, dass das Holz thermisch behandelt und verdichtet worden ist, um die akustischen Eigenschaften zu verbessern. Die besten Eigenschaften zeigten Hölzer, die mit einem milden thermischen Verfahren auf 135 statt 180 Grad erhitzt werden. Trotz der zusätzlichen Behandlungen bleiben die Herstellungskosten aufgrund der Verwendung des heimischen Holzes im üblichen Rahmen. Profimusiker haben Geigen und Klarinetten am Institut für Musikinstrumentenbau im vogtländischen Zwota eingehend getestet und für gut befunden. So steht der praktischen Nutzung heimischer Hölzer nichts im Wege.
Gut für die Gesundheit – schwierig für den Instrumentenbau
Neben Tropenhölzern müssen auch Metalle ersetzt werden, die in der 2007 in Kraft getretenen europäischen Chemikalienverordnung verzeichnet sind, der sogenannten REACH-Verordnung. Blei, Nickel und Chrom gelten danach als gesundheitsgefährdend und dürfen nur noch bedingt oder gar nicht mehr verwendet werden. Messing-Blei-Legierungen nutzen die Instrumentenbauer jedoch traditionell für Metallblasinstrumente, da sie sich gut bearbeiten lassen. Forschende des Instituts für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg haben alternative Legierungen mit Molybdän, Eisen und Niob untersucht und eine Legierung aus Kupfer, Zink und Eisen favorisiert. Das Material lässt sich insbesondere beim Schnitt und der Umformung sehr gut bearbeiten. Zudem ist Eisen kostengünstig und gut verfügbar, sogar aus alten Instrumenten könnte Eisen recycelt und damit nachhaltig gewonnen werden. Einigen der Muster-Trompeten mit neuen Legierungen haben professionelle Musiker sehr gute Klangeigenschaften attestiert.
Stärke durch Transformation: der Musikinstrumentenbau der Zukunft
Auch die derzeit verwendeten Messing-Zink-Legierungen an einigen Bauteilen von Blasinstrumenten bereiten den Vogtländer Unternehmen Schwierigkeiten. Durch den Speichel der Spielenden entsteht der sogenannte Zinkfraß. Dadurch beginnt das Messing zu korrodieren. Nicht nur die Optik, auch die Akustik des Instruments verändert sich. Auch dafür haben Ulrich Prahl und sein Team von der TU Bergakademie Freiberg eine Lösung gefunden. Mit der Zugabe von Elementen wie Phosphor und Zinn bleibt die Zink-Messing-Legierung stabil. Bei Nutzungstests mit Musikern zeigte sich kein Zinkfraß mehr. Die neue Legierung soll demnächst auf den Markt kommen.
Das WIR!-Bündnis I-Ma-Tech hat mit der Erprobung alternativer Materialien und neuartiger Technologien für den Musikinstrumentenbau einen Innovationsschub ausgelöst. Um die wichtige Arbeit des Bündnisses fortzuführen, wollen die I-Ma-Tech-Partner einen Kompetenzcluster Musikinstrumentenbau gründen. Der Unterstützung des Landes Sachsen können sie sicher dafür sein – gute Aussichten also für die Zukunft des traditionsreichen vogtländischen Musikinstrumentenbaus.