final audio design
LAB II
Obudowa z tytynu wykonana techniką druku 3D
Po wielu fundamentalnych próbach stwierdzono iż aby uzyskać szeroką scenę muzyczną z muzyką słyszaną na żywo muszą być spełnione następujące warunki:
- należy skonstruować kompesator mechaniczny po przedniej stronie membrany
- obudowa za membraną musi mieć kształt i strukturę otwartą
- potrzebna jest przestrzeń pomiędzy obudową a kanałem słuchowym
Po wielu symulacjach i próbach stworzenia kształtu współgrającego z mechanicznym korektorem stwierdzono, że można zrealizować to tylko przy pomocy drukarki trójwymiarowej. Jednak aby wykreować z metalu skomplikowany kształt posługując się tą techniką, potrzebna jest głęboka wiedza i doświadczenie. Gdy mamy doczanienie z drukarką wydawałoby się, że osiągniemy wszystko za pomocą jednego przycisku. Okazuje się to jednak nieprawdą. Druk trójwymiarowy w metalu wymaga precyzji, cierpliwości i jest czasochłonny. Przebieg produkcji opiera się na wykorzystaniu lasera topiącego kolejne bardzo cienkie warstwy 30 µ proszku z tytanu, rozpuszczając go i modelując odpowiednio. Na to bardzo precyzyjnie nakładana jest kolejna warstwa proszku i cały proces powtarzany jest od nowa.
Aby wydobyć najwyższą precyzję wakonania należy wziąć pod uwagę wszystkie zmiany kształtu pod wpływem temperatury podczas całego procesu tworzenia. Informacje dotyczące przebiegu procesu druku na drukarce 3D napisane przez projektantów muszą być przekształcone na format odpowiadający stworzeniu zamierzonego kształtu. Nie było to ustalony z góry. Należało stworzyć prototyp słuchawek, na którego podstawie można było zmienić i połączyć w jedną całość informacje dotyczące procesu produkcji.
Konstruowanie słuchawek odbywało się przy współpracy z NTT Data Enginering Systems. Powstał najcieńszy 0.2mm mechaniczny korektor. Otaczająca obudowę siateczka została zaprojektowana przez inżynierów z NTT z uwzględnieniem wymagań dźwiękowych oraz temperatury jaka powstaje podczas precyzyjnego procesu tworzenia. Kszatłt zewnętrznej siatki oprócz znaczeń brzmieniowych ma podkreślać precyzję wykonania.
Aby zrealizować porządany kształ inżynierowie z Final i NTT pracowali wspólnie, wychodząc z propozycjami i wilokrotnie powtarzając próby. Wymagało to szerokiej wiedzy z tego zakresu. Mówi się, że nie potrzeba już specjalisty i jego techniki przy drukarce 3D. To także okazało się błędnym stwierdzeniem. Dopiero gdy istnieją specjaliści od 3D można w pełni wykorzystać możliwości tej techniki do wielowarstwowej obróbki metali.
Nie ma wielu produktów zrealizowanych w ten sposób gdyż wymaga to dużej precyzji wykonania a przede wszystkim specjalistów z ich ogromną wiedzą i pasją.
FIlm przedstawiający proces druku na drukarce 3D:
Zintegrowany z obudową mechaniczny korektor poprawia parametry wysokich tonów
Po stronie przedniej membrany umieszczono mechaniczny korektor tak aby wykluczyć zakłócenia w paśmie wysokich tonów oraz zrównoważyć oddziaływanie ciśnienia na membranę. Koncentryczne koła korektora składają się z płytek i przerw między nimi o tej samej szerokości 0.2mm. Ten kształt może być wykonany tylko przy pomocy drukarki 3D. Na podstawie symulacjii prób odsłuchowych, powtarzając proces tworzenia wielokrotnie, udało się osiągnąć zamierzony cel.
Gładkie wykończenie obudowy na najwyższym poziomie
Jest jeszcze jeden problem dotyczący druku 3D: powierzchnia jest chropowata i szorstka.
Tytanowy proszek ma bardzo małe rozmiary (3µ) i po włożeniu do ucha tak szorstka powierzchnia zewnętrzna sprawiałaby ból. Z drugiej strony wewnętrzna część obudowy zawierająca mechaniczny korektor funkcjonuje sprawniej a chropowatość przyczynia się do lepszej akustyki.
Aby rozwiązać ten problem i zmienić strukturę w zależności od miejsca, po wielu próbach opracowano odpowiedni proces chemiczny do obróbki powłoki zewnątrznej. W efekcie powstała z zewnątrz gładka, wewnątrz chropowata powierzchnia. Była to czasochłonna i trudna praca wymagająca zachowania całkowitej dokładności przestrzennej (odległości pomiędzy otworami i ich grubości). Dzięki wytrwałości osiągnięto wypolerowaną powierzchnię z tytanu przy użyciu drukarki trójwymiarowej osiągając najwyższe standardy światowe.
Kształt siatki o gęstej strukturze oczek
Gęsta struktura oczek o dopowiedniej, ustalonej wielkości na zewnątrz obudowy ma duże znaczenie dla uzaskania szerokiej sceny muzycznej oraz wydobycia niskich tonów. Budowa takiego kształtu jest nie lada wyzwaniem i tak samo jak w przypadku mechanicznego korektora trzeba wziąć pod uwagę następujące kwestie:
- jakość dźwiękowa
- zachowanie odpowiedniej szerokości oczek
- zmiany kształtu pod wpływem temperatury w trakcie druku 3D
- odporność otworów na topienie podczas końcowej obróbki chemicznej
- wystarczająca wytrzymałość do użycia złącza MMCX
Końcowy kształt części zewnętrznej obudowy powstał z uwzględnieniem ww warunków.
Efekt końcowy to kompozycja dwóch siatek, jedna widoczna na zewnątrz, druga tuż pod nią.
Nowy szeroki 15 mm przetwornik dynamiczny
magnes
nabiegunnik
membrana
cewka
pierścień
kabłąk
rama
płytka zaciskowa
Aby uzyskać szeroką scenę muzyczną przepełnioną dynamiką przekazu skonstruowano nowatorski przetwornik dynamiczny o szerokości 15mm. Po przeprowadzeniu próbnych odsłuchów zastosowano neodymowy magnes w obwodzie magnetycznym oraz nabiegunnik z czystego żelaza. Po wielu symulacjach w celu poprawienia rozkładu oraz gęstości pola indukcji magnetycznej w szczelinie wymyślono nabiegunnik o kszatlcie zakrzywionym, jakiego nigdy dotąd nie stosowano. Aby wyeliminować zbędne rezonanse, ramę przetwornika wykonano z wytrzymałego i twardego stopu aluminium i magnezu.
Dla zrealizowania żywych dźwięków kluczowe znaczenie ma grubość membrany. Zazwyczaj jest to 12µ, tutaj obniżono grubość do 6µ stosując tworzywo PET. Wyprodukowanie tak cienkiej membrany wewnątrz firmy stało się możliwe tylko dzięki zgłębieniu wiedzy dotyczącej konstrukcji membrany i przytwierdzania jej do cewki.
Wewnątrz firmy odbywa się nie tylko cały montaż obudowy ale też cały proces konstrukcji przetwornika. Gotowe już przetworniki są jeszcze sprawdzane z uwzględnieniem 124 ustalonych poziomów i wybierane są tylko te prawidłowe. Wybrane przetworniki podlegają rygorystycznemu procesowi sprawdzenia, a na koniec są skrupulatnie dobierane lewa i prawa odpowiednio w pary.
Złącze MMCX i najwyższej jakości przewód OFC pokryty srebrem
Użyto najwyższej jakości złącza MMCX produkcji szwajcarskiej.
Przewód OFC pokryty srebrem powstał przy wpółpracy z firmą Junkosha, znanej z produkcji super szybkiego przewodu do komputera Kei, charakteryzującego się szybkim przekazem sygnału. Junkosha posiadająca ogromne doświadczenie w produkcji powłok izolacyjnych pod nazwą Junflon użyła tutaj teflonu PFA- materiału o najniższej przenikalności prądu. W powłoce zewnętrznej użyto materiału PVC aby zwiększyć elastyczność.
Powstał bardzo elastyczny i łatwy w użyciu przewód, nie nie powodujący efektu mikrofonowego. Aby zwiększyć wytrzymałość i zapobiec przerwaniu przewodu szczególnie przy samym złączu MMCX zwiększono ilość testów z 5 tysięcy zgięć aż dziesięciokrotnie, do 50 tysięcy razy.
Proces konstrukcji w firmie Final przebiega z największą możliwą precyzją
Cały proces konstrukcji słuchawek LABII odbywa się w siedzibie firmy w Kawasaki.
Precyzja produkcji tak samo jak precyzja składania słuchawek, zależy w dużej mierze od jakości urządzeń i narzędzi użytych do tego celu. Aby narzędzia były najwyższej jakości i mogły służyć do precyzyjnego konstruowania i dostarajania, zostały odpowiednio zaprojektowane i całkowiecie wykonane w firmie Final. Dzięki temu osiągnięto najwyższej jakości produkt, jakim są wyprodukowane w firmie od A do Z słuchawki LABII.