Digitale Transformation

Musik ohne Schmerzen dank innovativer Geigenstütze

Eine ergonomische Geigenstütze soll Musikerinnen und Musiker helfen, gesundheitlichen Problemen vorzubeugen. Damit die Erfindung auch für den Nachwuchs erschwinglich ist, arbeiten Forscherinnen und Forscher der Hochschule für Technik FHNW an einer kostengünstigen Herstellung mittels Spritzgussverfahren.

Nackenschmerzen, Beschwerden der Wirbelsäule, Abszesse: 70% der Geigerinnen und Geiger haben aufgrund ihrer Leidenschaft gesundheitliche Probleme. Dies wurde dem Musiktherapeuten Michael Wiener bewusst, als er eine talentierte, junge Geigerin kennenlernte, die bereits ihre dritte Halsoperation hinter sich hatte. Ein Professor an der Fachhochschule St. Gallen analysierte mit Musikphysiologen der Uni Zürich das Problem. Schnell wurde klar: Um eine ergonomische Geigenstütze zu entwickeln, müssen verschiedene Disziplinen ― vom Instrumentenbau, über die Materialwissenschaft bis zur Medizin ― zusammenarbeiten. Dazu gründete Wiener das Start-up Dolfinos.

Kinder-Version muss innovativ und kostengünstig sein

Die primäre Zielgruppe von Dolfinos sind professionelle Geigerinnen und Geiger. Damit auch der Nachwuchs von den Vorteilen dieser Stütze profitieren kann, will das Start-up ein Kindermodell entwickeln. «Bevor sie den ersten Ton spielen, müssen Kinder ein halbes Jahr lang lernen, eine Geige richtig zu halten», sagt Robin Born von Dolfinos. Eine ergonomische Geigenstütze könnte diesen Prozess vereinfachen. Die Herausforderung: Eine Kinder-Stütze muss besonders kostengünstig sein, damit sie überhaupt marktfähig ist. Dazu muss das Produkt industriell gefertigt werden. Während die Geigenstütze für Erwachsene in aufwändiger Handarbeit aus verschiedenen Einzelteilen zusammengesetzt wird, soll die Kinder-Version aus einem, industriell produzierten Stück hergestellt werden.

Unterschiedliche funktionelle Oberflächen

Die Kunststoffprofis der Hochschule für Technik FHNW schlugen Dolfinos vor, die ganze Kinder-Geigenstütze im Spritzgussverfahren herzustellen. «Das ist effizient und kostengünstig», sagt Dr. Christian Rytka, der das Forschungsprojekt an der FHNW leitete. Jedoch ist die Herstellung nicht ganz so einfach: «Bestimmte Bereiche der Stütze müssen unterschiedliche funktionelle Oberflächen aufweisen und die Geometrie ist insgesamt komplex», erklärt Christian Rytka. Im Brust-Bereich muss die Oberfläche haftend sein, um die Geigerin oder den Geiger zu entlasten. Am Kinn ist hingegen eine gleitende Eigenschaft gefragt. Das Team um Christian Rytka experimentiere mit verschiedenen Methoden und Materialien. um in Anlehnung an den sogenannten «Geko»-Effekt funktionelle Oberflächen im Spritzgussverfahren herzustellen. Schliesslich konnten die gewünschten Hafteigenschaften mit Hilfe einer Mikrostruktur in Kombination mit einem thermoplastischen Elastomer erzielt werden. Dabei wurden hunderte von aufwendigen Haftversuchen auf verschiedenen Textilien im Rahmen einer Bachelor-Arbeit durchgeführt. Tobias Sutter, ehemaliger Student an der FHNW, führte sogar Reibversuche auf seiner Haut durch. Die Ergebnisse wurden anschliessend mit den Eindrücken der Violinspieler abgeglichen.

Die Haftstruktur auf der Geigenstütze wurde im Spritzgussverfahren hersgestellt (Foto: FHNW)

Erfolgreiche Tests im Spritzgussverfahren

Bevor die Kunststoffexperten ihre Erkenntnisse anwenden konnten, musste Dolfinos ein virtuelles Modell der Geigenstütze bauen. Anschliessend wurde ein 3D-Scan von einer handmodellierten Kinderstütze durchgeführt und die entstandene Punktewolke in ein CAD-Modell an der FHNW transformiert. Auf dieser Basis stellten die Forscherinnen und Forscher mit dem 3D-Drucker die beiden Werkzeughälften für das Spritzgussverfahren her. «Die Stütze selber kann nicht so einfach mit dem 3D-Drucker produziert werden, weil wir auch faserverstärkte Thermoplaste testen wollten», erklärt Sebastian Wollmann, wissenschaftlicher Assistent am INKA, «und die können noch nicht optimal gedruckt werden.» Die ersten Tests mit den Werkzeugen ergaben aufschlussreiche Resultate, die für die Markteinführung nützlich sein werden.

Schrittweise Markteinführung

Die Markteinführung der Kinder-Geigenstütze ist noch nicht geplant. Zuerst will Dolfinos im Frühling 2017 mit der Profi-Version an die Öffentlichkeit gehen. Eilig haben sie es aber nicht:  «Uns ist wichtiger, dass das Produkt qualitativ absolut hochwertig ist», sagt Robin Born von Dolfinos, «ein Malheur während eines Konzerts wäre eine Katastrophe.» Darum lassen sie renommierte Musiker wie David Garrett oder Joshua Bell die Geigenstütze testen. «Die bisherigen Reaktionen waren hervorragend», sagt Robin Born, «es könnte sogar sein, dass die Stütze vielleicht zu einer besseren Klangqualität führt.» Auf jeden Fall soll die Geigenstütze für weniger Schmerzen sorgen ― für Profis und später auch für den Nachwuchs.

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