Điều tạo nên chất “vua nhạc cụ” của đàn piano một phần cũng nhờ vào bộ dây đồ sộ với hơn 200 sợi, với lực căng mỗi dây lên đến ~70kg. Để tìm hiểu rõ hơn về dây đàn piano chúng ta cùng tham khảo bài viết này nhé.
Các đặc tính của dây đàn piano
Theo dặc tính vật lý thì tần số rung của dây phụ thuộc vào chiều dài dây, đường kính, độ căng, mật độ vật liệu và độ cứng. Tần số rung giảm nếu chiều dài dây tăng, đường kính dây tăng, Theo lý thuyết nếu dây đàn có cùng tính chất và độ căng như nhau thì giả sử nốt đô cao dài 2″ (5cm) thì nốt đô thấp phải dài đến hơn 21feet (6.4m). sản xuất cây đàn dài hơn 6m là điều không thể.
Và nếu đàn có size vừa khoảng phải khoảng < 2.5m. Nếu dây đàn như nhau, để đạt được tần số bass thấp thì dây phải rất chùng, và âm phát ra rất yếu, nghe rất tệ. Hoặc nếu dây cùng vật liệu có độ căng như nhau thì các nốt bass cuối phải có đường kính rất lớn, khi đó đánh vào dây như sẽ nghe như đánh vào thanh sắt, âm phát ra rất tệ. Các trường hợp trên đều không mang lại kết quả tốt cho đàn piano.
Với dây bass, để nó có đủ độ căng, độ nặng để tạo ra âm bass hay mà dây không quá dài hay quá cứng người ta sẽ quấn lên lõi dây thép 1 hoặc 2 vòng dây đồng. Việc quấn như vậy giúp cho dây có đủ độ nặng, độ căng và độ dẻo để nó tạo ra âm bass mạnh, chất âm hay.
Dây bass đàn piano sau khi quấn dây đồng để tăng đường kính
Việc quấn dây được thực hiện bằng máy quấn. Trước khi quấn cần kéo căng dây ra rồi quấn các vòng dây sắt với nhau, để sau khi lắp vào đàn, kéo căng nó ra thì các vòng dây vẫn giữ được chặt. Hầu hết các xưởng quấn dây đều làm dẹp hoặc làm gợn sóng ở 2 đầu cuối dây quấn. để giữ cho 2 đầu dây không bị lỏng ra gây ra tiếng rè khi chơi đàn. Một số đàn dùng lõi dây dạng lục giác để quấn, dây này sẽ giữ chặt các vòng dây hơn loại tròn. Các dây bass thấp khá to và chỉ có 1 dây trên 1 note thì thường được quấn 2 lớp. các dây bass nhở hơn ở các nốt có 2 hoặc 3 dây thì chỉ quấn 1 lớp đồng. Khi lắp dây vào đàn, các kỹ thuật viên thường xoắn thêm 1 vòng theo chiều quấn dây để các vòng dây được chặt hơn.
Các kiểu hoàn thiện đầu cuối dây bass
Đàn nghe hay là đàn có âm bass đầy đủ và dày và dần trở nên tươi sáng, rõ tiếng ở các âm treble. Thông thường, đường kính dây và độ căng sẽ giảm dần từ bass sang treble. Các note bass 1 dây 2 dây và 3 dây còn được các nhà xản xuất piano gọi là monochord, bichord, và trichord unisons. Khoảng phím từ nốt thấp đầu tiên trên treble bridge đến nốt F dưới middle C gọi là khoảng tenor của piano. Để âm chuyển đồi từ dây bass qua dây treble một cách đều và êm, các đàn chất lượng cao thường làm dây quấn đường kính nhỏ với trichord unision ở khoảng tenor.
Đường kính của dây treble cũng sẽ nhỏ dần từ note thấp đến note cao. đường kính thay đổi của dây treble khó mà nhìn thấy được bằng mắt thường như dây bass, và nó thường thay đổi trong khoảng từ 0.044″ (1.1mm dây 19.5) cho đến 0.031″ (0.775mm dây 13).
Dây bass đơn có độ căng lớn nhất khoảng trên 300pound (136kg) ở những cây đàn lớn. dây treble trichord có độ căng trung bình khoảng 160 pound (72kg) ở cây đàn có size vừa. Một số đàn có độ căng dây tăng ở phần high treble.
Một số đàn spinet có dây bass rất ngắn nên âm thanh không được tốt. để âm thanh đi từ dây bass sang treble không bị khác biệt lớn, các nhà xản xuất thường dùng dây treble size lớn cho khoảng tenor để giảm chất âm xuống một chút, mục dích để âm từ bass sang treble nghe mượt hơn.
Khi thiết kế piano, người ta sẽ dựa vào chiều dài của dàn, rồi từ đó thiết kế chiều dài, đường kính dây cho từng note dựa theo chiều dài dài đó. Chiều dài đàn sẽ quyết định chiều dài của dây bass A cuối cùng của đàn. Với đàn piano thì hầu hết nốt C cao nhất, chiều dài đoạn tạo ra âm thanh (speaking length) luôn dài khoảng 54mm.
Sức căng và độ đàn hồi của dây sẽ quyết định độ căng tối đa của dây có thể chịu, nốt A 440 là chuẩn để tuning, và thêm một tiêu chí khác nữa là chất âm đàn là sáng (bright) hay ấm (mellow). Người thiết kế dây piano (scale designer) luôn phải nắm rõ các yếu tố trên khi thiết kế ra bộ dây cho đàn. từ các ý tưởng đó, người ta sẽ thiết kế ra được các thông số: chiều dài, độ căng và đường kính của mội dây, đường kính của lớp dây quân trên dây bass, chiều dài của các đoạn dây non-speaking (từ tuning pin tói agraffe, từ bridge tới hitch pin).
Scale designer còn phải nắm rõ thêm các yếu tố như vị trí búa đánh lên dây, kích thước, trọng lượng và độ cứng của hammer. Với các yếu tố này, và thêm nữa độ thẳng góc của búa với dây, kết cấu của khung plate, bridges, soundboard kết hợp với nhau tạo ra rất nhiều kiểu thiết kế scale khác nhau trải dài toàn bộ lịch sử chế tạo đàn piano từ trước tới nay.
Cách lắp đặt dây lên đàn piano
Hầu hết dây treble của các đàn piano đều bất đầu từ tuning pin rồi vòng qua hitch pin rồi đi ngược về và kết thúc ở tuning pin kế tiếp. với kiểu mắc dây này thì một nốt có 3 sợi sẽ chung 1 sợi với nốt kế bên, và cứ 2 nốt thì gồm 3 sợi dài. Nếu số lượng các phím treble là chẵn thì tất cả các đầu cuối của dây đều nằm trên tuning pin, còn nếu số phím treble là lẻ thì phím cuối cùng sẽ có 1 dây lẻ với 1 đầu ở tuning pin, dầu kia kết thúc ở hitch pin.
Dây đàn vòng qua hitch pin
Mỗi dây bass đều có một hitch pin riêng và đầu dây đặt vào hitch pin được quấn xoắn nhiều vòng bằng máy. Có nhiều ý tưởng cho rằng dây treble nên mắc riêng từng dây ở hitch pin như vậy thì lên dây sẽ không bị trượt từ dây này qua dây kia. Thực tế thì lực ma sát ở chỗ dây vòng ngược qua hitch pin khá lớn nến nó không thể trượt được. Ưu điểm của việc dây móc vào hitch pin riêng lẻ là khi đứt dây thì chỉ đứt 1 dây riêng lẻ.
Một số đàn cao cấp có thiết kế duplex stringing scale gọi tắt là duplex scale. Thay vì làm câm các đoạn non speaking segment (bằng cách đặt vải nỉ vào) thì người ta để cho nó tự do cộng hưởng để tạo chất âm tươi sáng hơn cho đàn. Đoạn non-speaking gần tuning pin gọi là front duplex, đoạn gần hitch pin là back duplex hay còn gọi là aliquot segment. Một số đàn trên plate có các thanh có thể chỉnh được aliquot gọi là aliquot bars.
Một cách thiết kế aliquot khác là aliquot stringing thường thấy trên đàn Bluthner. Nó là 1 dây phụ riêng biệt có thể tune được nhưng không nằm trên mặt phẳng của các dây chính, không bị búa gõ vào. Nó cộng hưởng với dây chính và được cho là có khả năng nâng cao chất lượng âm thanh.
Hệ thống aliquot string trên đàn piano Bluthner
Nhiều loại vải nỉ được đặt vào vào plate. Nỉ understring cloth hoặc understring felt trên khung plate để kê lên đoạn non speaking của dây để ngăn cho nó không cạ và rung vào plate. Dây nỉ đan xen vào đoạn non speaking của dây đàn để tránh không cho nó dao động cộng hưởng. Một số nhà sản xuất thì đặt thêm vòng đệm bằng nỷ lên hitch pin gọi là hitch pin punching để thay cho understring felt.
Nỉ Understring Cloth đặt dưới dây dàn ngăn âm truyền vào Plate
Dây nỉ đan xen vào dây đàn để ngăn âm cộng hưởng