內容提要： 真空鑄造技術，即真空密封造型鑄造法，利用塑料薄膜抽真空使干砂成型的造型法，是目前較先進又非常具有發展前途的鑄造技術。最早應用到鋼琴的生產制造中應該是日本的一些品牌鋼琴。國內首家采用真空鑄造技術“V”法(Vacuum)加工鑄鐵板的福州和聲鋼琴有限公司生產的哈曼尼牌鋼琴，因其鑄件尺寸的穩定性，受力后不產生變形，其允許公差程度的保證，為鋼琴的音準穩定，鋼琴品質的提升，打下了堅實的基礎。
真空鑄造技術即V法造型，來源于英文Vacuum（真空）一詞，是一種物理造型法。在古代的中國，就有利用真空鑄造產品的記載。隨著現代社會科技高速發展，工業化程度的大力提高，對真空環境的迫切需求，使真空鑄造技術被大量的使用，進入二十世紀末期，已逐漸形成規模。鑄造行業相繼發展出各種以真空鑄造技術提高鑄件的品質與生產效率的工作方法。尤其在航空領域，通過使用計算機技術進行輔助模擬，能夠預測鑄造缺陷的產生，很大限度的節約了工作時間，降低了生產成本，提高鑄件的生產效率。在中國的鋼琴制造產業中，也將真空鑄造技術開發應用于鋼琴鑄鐵板的生產中，并已形成了鑄鐵板的產品質量保證體系。
一、真空鑄造鑄鐵板的基本工藝流程
1、真空鑄造鑄鐵板的工藝與普通砂鑄不同，它是由上箱模和下箱模兩個獨立的模板組成，上、下箱模的底部及高低變化處分布有1毫米的氣孔，以便抽吸空氣之用。
2、用加熱后的尼龍薄膜蓋在模板上（該薄膜可以伸展8倍而不破裂），當箱模底部抽出真空，此時的薄膜就全部覆蓋緊貼在模板上。完全呈現模板的形狀，隨后噴上耐高溫的涂料，并用熱風吹干涂料。
3、模箱上放置空的砂箱，將其充滿型砂（是細白的干砂）后，再覆蓋上塑料薄膜（不需加熱僅為隔絕空氣）。此時，中間的砂箱接上真空管抽真空，在下箱關閉真空管，下箱的尼龍薄膜就脫在中箱上了。
4、用同樣的方法制作上箱的模板，最后上下兩個箱扣在一塊，留出澆注口和排氣口，當鐵水澆入后，保壓3~5小時。再吊起兩型箱，當關閉真空管，砂子全部散落，就會呈現出鑄鐵板。
5、型砂通過砂篩過濾，去除雜質，流入冷卻管道冷卻，再重復使用。去掉鑄鐵板飛邊毛刺擺好，時效靜置，等到要使用前再進行對鑄鐵板的噴砂處理以及表面的光潔的處理。（用氣體噴出小的鋼珠，反復擊打鑄鐵板表面清理雜質，使得鑄鐵板表面平整、光潔）。
二、真空鑄造鑄鐵板的工藝特點
真空鑄造鑄鐵板不足之處就是，相對傳統砂型鑄造而言，制造的成本較高，這部分成本的提高可以在產品的附加值中去抵消。因此與傳統砂型鑄造工藝相比，真空鑄造鑄鐵板的優點還是很多的，總結如下：
1、真空鑄鐵板的尺寸精度高，鑄鐵板表面光潔、輪廓清晰、尺寸準確。鑄型內腔表面覆有塑料薄膜，用較細干砂，使鑄型硬度高且均勻，鑄型面光滑無瑕庇。，砂箱起模容易，型腔不易變形。澆注時，由于砂箱保持真空狀態，有利于金屬液充填型腔；
2、真空鑄鐵板加工余量小，利用率高。省去有關粘合劑、附加物及混砂設備。由于金屬液在型腔中冷卻速度較慢，金屬活動性較好，充填能力強，有利于金屬的補給，提高金屬的利用率，鑄型硬度高、冷卻慢；利用補縮，減少冒口的尺寸，減少了加工余量。模具及砂箱使用壽命長。
3、各種運行維修費用減少，節約投資。除需要增置真空泵和采用專用的砂箱外，其他設備較為簡單。由于真空鑄造使用干砂，落砂容易，可以省去落砂機、混砂機及一些輔助設備，投資費用少，設備維修方便；節約原材料和勞動力，砂子的回收率高，
4、工具的使用壽命有效延長。因真空鑄鐵板有塑料薄膜保護，拔模力很小，只有微震且不受高溫高壓作用，所以模樣不易變形和損壞。
三、真空鑄造技術與傳統鑄造技術的比較
（一）、傳 統 的 鑄 造 工 藝 流 程
傳統鑄鐵板的鑄造工藝（也稱為“翻砂”），首先要做一個鋁模，在砂箱里造型，此時的砂子是濕的，先造型一半（分為上箱和下箱），用氣錘擊打型砂，形成一半，再將鋁模提起翻個在下箱中再造型，形成另一半。在型箱里刷上涂料（耐高溫），將型箱吊起對扣固定，留出澆注口和排氣孔，當鐵水溶化后將其澆注入口后，就基本完成了。此時的型箱要保持不動，等到第二天，鑄件退溫后，再將上下型箱吊起，取出工件，去掉飛邊毛刺，鑄件完成了，等待時效靜置。傳統的砂鑄鑄鐵板，會因為鑄造工藝的特點，砂箱造型困難，容易塌砂，使得鑄件表面粗糙或者缺陷。不能實現精密鑄造的精美造型要求。
（二）、傳統鑄造工藝存在的問題
1、變形問題
傳統的普通砂鑄工藝，尤其是鋼琴的鑄鐵板鋁模很容易變形損壞，因為每天都要由氣錘擊打型砂，承受壓力大就很容易變形（鋁模較軟），一旦鋁模變形，鑄出的鑄件也隨之變形。鑄鐵板的變形將直接影響到裝配的尺寸要求，如碼橋的高度、擊弦點位置等，如果勉強調整尺寸裝配起來，在后續的調試過程中還會出現擊弦機的定位尺寸問題等等。所以，要保證鑄鐵板的安裝尺寸，鑄造的過程很重要，要求鑄鐵板不變形，如何解決預彎應力的變化，都是一個很重要的問題。在現場要做許多次的實驗，要經常檢查校對，避免彎曲變形。
2、 表面光潔度問題
當鑄鐵板變形問題解決了，還有表面光潔、平整度問題，在后期的加工中會花費較多的時間和用材，如：需用角向砂輪機打掉多余的部分，用膩子修補凹陷的部分，再用底漆補平表面，砂平等等，有較大的工作量，將增加制造成本，也會影響到生產的進度。在許多的鋼琴制造企業中都會遇到的這些問題，而且還是經常會出現的問題，這時就要及時對于鋁模做調整、修補等等，耽誤生產。
3、 鑄件的強度問題
傳統的砂鑄通常都用沖天爐（燒焦炭的）來溶解鐵水，制造成本低，雖然同樣可以按照HT150的灰鑄鐵標準生產鑄鐵板，但焦炭中含有較多的雜質溶入鐵水中，也會影響到鑄件的強度。所以也有改成用電爐來溶解鐵水，但是由于砂鑄工藝的特點，上述的鑄件品質問題很難避免的。
（三）、鋼琴鑄鐵板對鑄造的要求
立式鋼琴的琴弦總拉力能達到15噸左右，三角鋼琴的琴弦總拉力最大的九尺琴能達到26噸。如此大的拉力絕大部分是由鑄鐵板承擔的，因此鑄鐵板是否有足夠的抗壓抗彎強度，是鋼琴穩定的基本條件。
模型的要求是鑄造中的重要環節，鑄鐵板的形狀尺寸設計非常重要，在制作時需注意各連接的斷面之間厚薄尺寸相差不能過大，筋桿與板片的連接需要逐漸過渡，折角處不能形成鈍角，應采用圓角過渡。這樣可在琴弦拉力增加過程中，很少產生變形或避免斷裂的可能性。為了使鋁模易于出模，模型要有一定的脫模斜度，這樣不至于損壞砂型。因此在澆鑄鑄鐵板前，應將此種鐵水按抗拉抗彎國家標準澆鑄成試棒，進行測試，合格后才能進行正式澆鑄。
傳統的鑄鐵板鑄造材料為灰口鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄鐵板制作時，板片處比筋桿處容易冷卻。易于冷卻的板片部分會析出少量的石墨，增加了鑄鐵板的碳化合物，形成硬性碳化鐵。冷卻較慢的筋桿部分，具有較充分的時間將鑄件中的碳轉變為石墨，而成為相對較軟的鑄鐵。因此在筋桿與鐵板的連接部分，要盡量采用均勻過渡的設計準則。
鑄鐵板在澆鑄時必須排除存在于其中的氣體。鑄鐵板中一旦有氣泡出現就形成空穴冷隔，并且可能產生斷裂，避免的方法就是提高鐵水溫度。鑄鐵板因澆鑄時的冷卻過程不均勻，可能產生收縮裂縫，這種現象的產生，還可能有其他原因，如砂模太硬、過于潮濕或者出模過早等原因。
砂模上的澆鑄口對澆鑄鐵板也很關鍵，澆鑄口應在鐵水不受阻的情況下順利的流入砂模。而不良的澆鑄口可能使鐵板產生內應力，在掛弦拉緊時，鑄鐵板在強大的張力作用下產生變形而斷裂。因此，要鑄造出好的鑄鐵板，不但具有充分的理論依據，而且具有豐富的實踐經驗。
四、真空鑄造技術在現代鋼琴中的應用
筆者認為在國內真空鑄造技術經過多年的實踐，應用在鋼琴制造中已日趨成熟。它突破了傳統的砂鑄工藝的局限，使得鋼琴鑄鐵板有許多的創新之處，建立了國產鋼琴的創新理念，有力地推動了國產鋼琴的技術進步。舉例如下：
1、真空鑄造浮雕式編碼技術
在哈曼尼鋼琴上可以看到每一片鑄鐵板都鑄造有一個出廠編碼號，清晰工整，一片一號不重復，它可作為產品質量跟蹤的一個編號，（已成為品質跟蹤卡上的必備數字），也可以作為鋼琴的防偽標識（無法涂改）。另外在鑄鐵板上鑄出精美的浮雕式圖案栩栩如生，是目前國內鋼琴不多見的。
2、真空鑄造鑲嵌式弦枕
利用真空鑄造技術，哈曼尼鋼琴繼而研發了鑲嵌式弦枕、高音區雙泛音裝置、V形壓弦條等三項專利技術，尤其是鑲嵌式弦枕，在鑄鐵板上鑄出一個凹槽，再鑲嵌一根直徑僅為2.5毫米的不銹鋼條作為弦枕，這樣一旦鋼琴用久了，弦枕磨損了可以換一根，鋼琴的基本尺寸還可以保持不變的。不銹鋼條作為弦枕可以保證弦枕與琴弦交點的一致性。從鑄出的凹槽來看，必須是很精確的，如果凹槽鑄出后變形或者高低不平，那么，弦枕的安裝就會出現問題，甚至整個鑄鐵板都報廢的。通過采用不銹鋼線鑲嵌在鑄件弦枕槽內，實現弦枕面的R度統一，保持與各弦之間的接觸點一致，不會因弦枕銹蝕而產生誤差。
因此，這項工藝上的保證很重要。如果用普通的砂鑄工藝是完全無法實現的，表面的光潔度也無法達到的。利用真空鑄造技術，使得傳統的鋼琴制造得到一種創新，在高音處改善了音色，保證了音質。對于生產方面來說是新工藝新技術的成功應用，產品的差異化特點的體現。對于銷售方面來說是產品的特點賣點，使得消費者有更多的選擇。
3、真空鑄造加工孔位
在應用真空鑄造技術方面，為了解決鉆孔靠模問題，哈曼尼鋼琴利用真空鑄造工藝的特點，將鑄鐵板上的所有的孔位，都鑄出魚眼孔。如：弦軸釘孔、鐵板釘孔、鑄鐵板四周的固定螺絲孔、壓弦條的固定螺絲孔、擊弦機的固定上婆螺絲孔等等。這樣一來只要直接對著魚眼孔就可以鉆孔了，也不需要鉆孔靠模，其鉆孔的速度要比數控鉆床的速度要快，誤差率很小，完全在允許的范圍之內。這一創新是傳統砂鑄無法實現的。
上述舉例說明利用真空鑄造工藝制造的“R版”浮雕式編碼技術鑄鐵板、鑲嵌式弦枕、高音雙泛音裝置、V形壓弦條等四項專利技術，開創了真空鑄造鑄鐵板的歷史先河，為中國的鋼琴制造產業產品質量的提升奠定了堅實的基礎。
結語：真空鑄造技術，不是新的鑄造工藝，在許多的鑄件中都有采用的，尤其是工業化水平先進的一些機床類的鑄造，應用的較多。為使國產的鋼琴與世界其他先進國家的鋼琴水平相抗衡，福州和聲鋼琴有限公司生產的哈曼尼鋼琴，將其開發用于制造鋼琴的鑄鐵板中。由于真空鑄造技術具有能夠適應生產形狀非常復雜、厚度變化很大、鑄件無縮孔及縮松現象等優點，它不使用粘結劑，落砂簡便，使造型材料的耗量降到最低限度，減少了廢砂，改善了勞動條件，提高了鑄件表面質量和尺寸精度，降低了鑄件的生產能耗。因此，在中國的鋼琴制造產業中，一定會成為很有發展前途的先進的鑄造工藝。
