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Instrumentenbau 4.0 Warum klingt eine Stradivari-Geige so außergewöhnlich?

Redakteur: Jürgen Schreier

Violinen von Stradivari erzielen bei Auktionen Höchstpreise. Schließlich gelten die Instrumente des Cremoneser Meisters als Gipfel des Geigenbaus. Doch was macht eine "Stradivari" so besonders? Italienische Wissenschaftler untersuchen das mit Modellanalysen und einem digitalen Zwilling. Zum Einsatz kommt dabei Hard- und Software von Siemens.

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Die Associazione Liutaria Italiana bestehend aus Instrumentenherstellern, Wissenschaftlern und Musikern widmet sich dem Erhalt historischer Instrumente und der Entwicklung moderner Nachfolger.
Die Associazione Liutaria Italiana bestehend aus Instrumentenherstellern, Wissenschaftlern und Musikern widmet sich dem Erhalt historischer Instrumente und der Entwicklung moderner Nachfolger.
(Bild: Siemens)

Die Associazione Liutaria Italiana ist eine Kulturvereinigung bestehend aus Instrumentenherstellern, Wissenschaftlern und Musikern. Die Ziele der Vereinigung sind zum einen der Erhalt historischer Instrumente und zum anderen die Entwicklung moderner Nachfolger. Dazu setzt das Team rund um Prof. Enrico Ravina von der polytechnischen Schule/Universität Genua und den Ingenieur Paolo Sivestri seit über zehn Jahren auf Lösungen aus dem Portfolio von Siemens Digital Industries Software.

Welche Geheimnisse liegen dem Klang zugrunde?

Die Experten untersuchen die Klangqualität antiker Streichinstrumente und geben Herstellern moderner Instrumente Informationen an die Hand, um die Produktion zu verbessern. Als Basis dazu dienen akustische Messungen und andere Instrumentendaten, die mit den Siemens-Lösungen gewonnen werden. Im nächsten Schritt arbeiten die Experten an der Erstellung eines digitalen Zwillings, wodurch alte Instrumente unter anderem zu Forschungszwecken originalgetreu nachgebaut werden können.

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Warum klingt eine Stradivari-Geige so außergewöhnlich? Was unterscheidet sie von „gewöhnlichen“ Geigen? Um diese und andere Fragen beantworten zu können, benötigen Ravina und Sivestri die Daten, die hinter dem Klang stecken. Daten, die sie mittels Simulationen und Tests über die Siemens-Lösungen Simcenter Testlab sowie Simcenter Scadas-Hardware generieren. „Unser Ziel besteht nicht zwangsläufig darin, klassische Geigen zu reproduzieren“, so Ravina. „Wir wollen vielmehr verstehen, welche Geheimnisse ihrem Klang zugrunde liegen. Das kann beispielsweise das Holz sein, die Art der Herstellung und Reparatur, die über die Jahrhunderte angesammelten Lackschichten oder Aufbewahrungs- und Spielweise.“

Die Geige wird digitalisiert

Die Wissenschaftler schätzen besonders die hohe Qualität der Analysefunktionen der Simcenter-Testmöglichkeiten. Seit mehr als einem Jahrzehnt haben die Experten mit Simcenter Scadas Hardware Qualitätsdaten aus Modellanalysen gesammelt. Diese Daten wurden dann mit Simcenter Testlab analysiert. Nun, zehn Jahre nach Projektbeginn, gehen die Wissenschaftler neue Wege von der Modellanalyse hin zum kompletten digitalen Zwilling. Dazu integriert das Team die im Laufe der Jahre gesammelten Datensätze in einen digitalen Zwilling. Das aktuelle virtuelle Abbild ist eine neue Geige des am Projekt beteiligten Geigenbauers Montanari.

„Mit Simcenter 3D können wir sehr schnell die Bedeutung eines Testaufbaus überprüfen und weitere akustische Möglichkeiten, an die wir in einem traditionellen Aufbau nicht gedacht hätten, untersuchen“, erklärt Ravina. Die Siemens-Lösung überzeugt zudem dadurch, dass Simcenter-Scadas-Hardware portabel ist und der Testaufbau damit an beliebigen Orten realisierbar ist.

Mobile Testausrüstung erlaubt prompte Antworten

„Unsere Forschung ist deshalb so wichtig, weil ein Geigenbauer ganz spezifische Informationen benötigt, die oft nicht verfügbar sind“, fasst Ravina zusammen. „Das ist der Grund, warum gerade tragbares Equipment wie Simcenter.Scadas-Hardware und Simcenter-Software von Bedeutung ist. Die Lösungen sind einfache Werkzeuge, mit denen der Instrumentenbauer schnell Aufschluss über Fragestellungen während des Herstellungsprozesses bekommt.“

Wer war Antonio Giacomo Stradivari?

Antonio Giacomo Stradivari (auch latinisiert Antonius Stradivarius; geboren um 1644 oder 1648, gestorben am 18. Dezember 1737 in Cremona) war ein italienischer Geigen- und Gitarrenbauer, der wie sein Kollege Guarneri del Gesù in Cremona ansässig war. Er wird von vielen als der beste Geigenbauer der Geschichte angesehen. Während seiner Glanzzeit schuf er Geigen, deren Resonanzkörper auch heute noch unübertroffen sind. Die Ausführung war in einzigartigem tiefroten Lack, mit schwarzem Rand, breiten Rändern und breiten Ecken. Zu seinen berühmtesten Geigen, die er von 1700 bis 1725 schuf, gehören die „Lipinski“ von 1715 und die „Messias“ von 1716.

Seit etwa 1800 sind Stradivaris Instrumente sehr beliebt und erzielen Höchstpreise bei Verkäufen. Den bis heute höchsten Preis erzielte die vom Auktionshaus Tarisio in London im Juni 2011 versteigerte „Lady Blunt“. Ein unbekannter Bieter bezahlte bei der Internetauktion 9,8 Millionen Pfund Sterling (rund 11 Millionen Euro). Ob Stradivari-Geigen oder die seines Kollegen Giuseppe Guarneri wirklich "besser" klingen als moderne Instrumente, ist zum Teil auch Geschmacksache. So wird neueren Violinen eine bessere Klangausbreitung und größere Lautstärke nachgesagt.

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