Od projektów inspirowanych Gwiezdnymi wojnami po skomplikowane konstrukcje wykorzystujące zjawiska fizyki - przyglądamy się niektórym z najfajniejszych głośników pochądzących z drukarki 3D. Zanurz się w fascynującym świecie dźwięku!
Głośniki i ich obudowy
Tradycyjnie większość hobbystycznych głośników była wykonana z drewna, a ich kształty były nudnymi prostokątnymi pryzmatami. Tylko projekty komercyjne i na wysokim poziomie odważyły się być bardziej wymagające i egzotyczne.
Ale co w innowacyjnym projekcie sprawia, że jest to dobry głośnik? Porozmawiajmy o nauce.
Nauka o głośnikach
Głośnik umieszczony na wolnym powietrzu, bez obudowy, nie może skutecznie emitować dźwięku przy niższych częstotliwościach. Jest tak, ponieważ dwie fale dźwiękowe wytwarzane z przedniej i tylnej powierzchni głośnika zakłócają się wzajemnie, powodując niską jakość dźwięku, echo i pogłos.
Zjawisko to znane jest jako anulowanie fazy i jest powodem, dla którego głośnik i jego obudowa, tworzą nierozerwalne małżeństwo. Skrzynka akustyczna działa jak izolator dźwięku i ma za zadanie zapobiegać eliminacji dźwięku, zwiększając w ten sposób efektywność głośników.
Jeśli używana jest zamknięta skrzynka, można uniknąć anulowania dźwięku, ale dźwięk przesyłany z tyłu głośnika jest tracony. Doprowadziło to do zaprojektowania i badania różnych rodzajów skrzynek akustycznych, które są w stanie uniknąć anulowania i odzyskać dźwięk emitowany wstecz.
Nowa fala
Przez dziesięciolecia zaproponowano i opracowano rozwiązania skrzynek akustycznych, chociaż wiele obiecujących wyników było trudnych do zbudowania dla hobbystów dysponujących ograniczonymi zasobami. Ponadto koszty produkcji są zwykle wysokie, dlatego wiele komercyjnych projektów nadal zachowuje kształt prostokątnego pryzmatu.
Dzięki stosunkowo nowym technologiom druku 3D można teraz budować nie tylko estetyczne projekty, ale także niemal nieograniczony zakres struktur akustycznych. W ten sposób produkcja przyrostowa rewolucjonizuje konstrukcję szaf akustycznych.
Poniżej przyjrzymy się zabawnym i interesującym głośnikom biurkowym z drukarki 3D, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby drukować pudła akustyczne o większej objętości!
Zanim zagłębimy się w tę listę, oto kilka ogólnych wskazówek dla głośników drukowanych w 3D:
- Im sztywniejsze ściany obudowy, tym mniej niechcianego rezonansu, a zatem dźwięk będzie czystszy. Ściana 5 mm z wypełnieniem większym niż 50% da kompaktową obudowę o dobrych właściwościach dźwiękowych.
- Wata akustyczna do tłumienia obudów głośników: wnętrze obudowy musi być pokryte miękkim materiałem pochłaniającym dźwięk, takim jak watolina lub wełna szklana. Zapewni to bardziej miękki i cieplejszy dźwięk, ponieważ eliminuje rezonanse, które wytwarzają przenikliwy dźwięk.
Spirula
Spirula firmy Akemake została zainspirowana jednym z najbardziej emblematycznych projektów high-endowego świata audio: słynne głośniki Bowers & Wilkins Nautilus słuchają do granic możliwości, ale wciąż wymagają czegoś, aby uwzględnić negatywne skutki uboczne.
W tym celu „pudełko” przyjmuje spiralny kształt, tłumiąc niepożądane rezonanse i zapewniając czystszy dźwięk. Oprócz cech swojej formy najlepiej jest, jeśli ten projekt jest wykonany z drewna, głównie ze względu na lepsze właściwości akustyczne. PLA wypełniony drewnem został również z powodzeniem zastosowany.
Thingiverse użytkownik Renaud Renaud oferuje adaptację drukowania 3D typu open source .
Nomoon
Jednym z najtrudniejszych do zbudowania kształtów jest kula, zwłaszcza jeśli powierzchnia musi mieć określony projekt. Po raz kolejny na ratunek przybywa produkcja przyrostowa. Dzięki drukowaniu 3D tworzenie sferycznych wzorów jest łatwe i można je dowolnie dostosowywać.
Rich Olsen , twórca Nomoon , nie zamierzał naśladować wizerunku Gwiazdy Śmierci, ale zastraszająca stacja kosmiczna doskonale pasowała do tego zadania. Co więcej, konstrukcja jest w pełni parametryzowana, co pozwala dostosować średnicę otworu głośnika.
Super Bass Bass
Na początku naszej podróży widzieliśmy, jak należy akustycznie odizolować przód głośnika od jego tylnej powierzchni, aby uniknąć eliminacji dźwięku. Jednym z pomysłów opartych na zasadach fizyki jest dobrze znana „linia transmisyjna”.
Tutaj skierowana do tyłu fala dźwiękowa musi przejść przez długi kanał w nadziei, że zostanie całkowicie wyeliminowana. Ponieważ jest to praktycznie niemożliwe, linia transmisyjna powinna co najmniej „przesunąć” falę, aby dopasować ją do powierzchni fali skierowanej do przodu, powodując wzmocnienie zamiast tłumienia.
Super Bass Głośnik przez Ozkal Özsoy powinny zwiększyć niższe częstotliwości, co daje doskonałe odwzorowanie jazzu i muzyki tanecznej.
Jajeczne
Te głośniki w kształcie jajka mają nie tylko wyjątkowy design, ale także zapewniają niezwykły efekt akustyczny.
W tradycyjnych prostokątnych głośnikach z pryzmatem równoległe ściany tworzą niepożądane efekty w odtwarzaniu dźwięku. Jest tak, ponieważ wewnątrz skrzynki akustycznej fale odbijają się i zakłócają, gdy znajdują się na tej samej ścieżce. Rozwiązanie tego problemu jest jednym z najbardziej ambitnych kształtów w świecie hi-fi i hi-endu: forma jajka
Oprócz okrągłości pudełka, głośnik w kształcie jajka Heine Nielsen jest tak zwany bas-refleksem lub wentylowanym pudełkiem. Oznacza to, że ma otwór, który pozwala dźwiękom o niskiej częstotliwości przyczyniać się do dźwięku skierowanego do przodu.
Dodekaedryczne
Niezależnie od tego, czy jesteś studentem akustyki, czy po prostu chcesz zadziwić swoich przyjaciół, taki projekt polecamy.
Ten dwunastościan Sean Michael Ragan, użytkownik Thingiverse, ma w rzeczywistości dwanaście głośników, z których każdy skierowany jest w innym kierunku. Ta konfiguracja umożliwia przybliżenie efektu promieniowania punktowego, to znaczy dźwięku emitowanego we wszystkich możliwych kierunkach. W ten sposób głośnik umożliwia badanie charakterystyki akustycznej pomieszczenia.
Głośnik modułowy
Ta konstrukcja tego modułowego głośnika autorstwa Paula de Jonga z Thingiverse jest szczególnie interesująca, ponieważ wykorzystuje szczególny efekt akustyczny.
Będąc modułowym, możliwe jest zbudowanie pręta o dowolnej długości i uzyskanie wyższej wydajności. Okazuje się, że gdy dwa głośniki zostaną umieszczone obok siebie i podłączone do tego samego kanału wzmacniacza, moc emitowanego dźwięku z każdego głośnika podwaja się.
Oznacza to, że z dwoma głośnikami, jeden obok drugiego, będziesz mieć równoważny dźwięk czterech pojedynczych głośników. To podstawa szeregu linii często spotykanych na dużych koncertach na świeżym powietrzu.
