Изготовление корпусов колонок: Обзор материалов



    Профессиональная активная акустика Denon DN-304S

    Раньше колонки представляли собой обыкновенные рупорные громкоговорители и не имели корпуса как такового. Все изменилось, когда в 20-х годах XX века появились динамики с бумажными диффузорами.

    Производители начали изготавливать крупные корпуса, которые вмещали в себя всю электронику. Однако вплоть до 50-х годов многие производители аудиоаппаратуры не закрывали корпуса колонок полностью – задняя часть оставалось открытой. Это было связано с необходимостью охлаждения электронных компонентов того времени (ламповое оборудование).

    Задача корпуса колонок – контроль акустической среды и удержание динамиков и других компонентов системы. Уже тогда было замечено, что корпус способен оказывать серьезное влияние на звучание громкоговорителя. Поскольку передняя и задняя части динамика излучают звук с разными фазами, то возникала усиливающая или ослабляющая интерференция, что приводило к ухудшению звука и появлению эффекта гребенчатой фильтрации.

    В связи с этим начались поиски способов улучшения качества звучания. Для этого многие стали исследовать естественные акустические свойства различных материалов, пригодных для изготовления корпусов.

    Волны, отраженные от внутренней поверхности стенок корпуса колонок, накладываются на основной сигнал и создают искажения, интенсивность которых зависит от плотности используемых материалов. В связи с этим часто оказывается, что корпус стоит гораздо дороже компонентов, заключенных в нем.

    При производстве корпусов на крупных фабриках, все решения касательно выбора формы и толщины материалов принимаются на основании расчетов и тестов, однако Юрий Фомин, звукоинженер и инженер-конструктор акустических систем, чьи разработки лежат в основе мультимедийных систем под брендами Defender, Jetbalance и Arslab, не исключает, что даже в отсутствие специальных музыкальных знаний и большого опыта работы в аудиоиндустрии можно сделать что-то, близкое по характеристикам к «серьезному» Hi-Fi.

    «Надо брать готовые разработки, которыми инженеры делятся в сети, и повторять их. Это 90% успеха», – отмечает Юрий Фомин.

    При создании корпуса акустической системы следует помнить, что, в идеале, звук должен поступать только из динамиков и специальных технологических отверстий в корпусе (фазоинвертор, трансмиссионная линия) – нужно позаботиться, чтобы он не проникал через стенки колонок. Для этого рекомендуется выполнять их из плотных материалов с высоким уровнем внутреннего звукопоглощения. Вот несколько примеров того, из чего можно собрать корпус для динамиков.

    Древесно-стружечная плита (ДСП)


    Это доски, сделанные из спрессованной древесной стружки и клея. Материал обладает гладкой поверхностью и неплотной рыхлой сердцевиной. ДСП хорошо гасит вибрации, однако пропускает через себя звук. Плиты легко скрепляются клеем для дерева или монтажным клеем, однако их края имеют тенденцию крошиться, что немного усложняет работу с материалом. Также он боится влаги – при нарушении производственных процессов легко её впитывает и разбухает.

    В магазинах продают доски разной толщины: 10, 12, 16, 19, 22 мм и так далее. Для небольших корпусов (объемом меньше 10 литров) подойдет ДСП толщиной 16 мм, а для корпусов большего размера следует выбрать доски толщиной 19 мм. ДСП можно облицовывать: обклеивать пленкой или тканью, шпаклевать и красить.

    Древесно-стружечная плита используется при создании акустической системы Denon DN-304S (на фото выше). Производитель выбрал ДСП потому, что этот материал является акустически инертным: колонки не резонируют и не окрашивают звук даже при высокой громкости.

    Облицованная ДСП


    Это ДСП, облицованная декоративными пластиками или шпоном с одной или с двух сторон. Плиты с деревянной облицовкой скрепляются обычным клеем для дерева, однако для ДСП, облицованной пластиком, придется покупать специальный клей. Для обработки срезов доски можно воспользоваться кромочной лентой.

    Столярная плита


    Популярный строительный материал из реек, брусков или других наполнителей, которые оклеены с двух сторон шпоном или фанерой. Плюсы столярной плиты: относительно малый вес и простота обработки краев.

    Ориентированно-стружечная плита (ОСП)


    ОСП – это доски, спрессованные из нескольких слоев тонкой фанеры и клея, узор на поверхности которых напоминает мозаику желтого и коричневого цветов. Сама поверхность материала неровная, но ее можно отшлифовать и покрыть лаком, поскольку текстура дерева придает этому материалу необычный вид. Такая плита обладает высоким коэффициентом звукопоглощения и устойчива к вибрациям.

    Также стоит отметить, что благодаря своим свойствам ОСП используется для формирования акустических экранов. Экраны необходимы для создания комнат прослушивания, где пользователи могут оценить звучание акустических систем в практически идеальных условиях. Полосы из ОСП крепятся на определенном расстоянии друг от друга, образуя тем самым панель Шредера. Суть решения заключается в том, что закрепленная в определенных точках полоса под воздействием акустической волны расчетной длины начинает излучать в противофазе и гасит ее.

    Древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ)


    Сделанный из древесной стружки и клея, этот материал более гладкий, чем ОСП. Благодаря своей структуре МДФ хорошо подходит для изготовления дизайнерских корпусов, поскольку легко поддается распилу, – это упрощает стыковку деталей, скрепляемых между собой при помощи монтажного клея.

    МДФ можно облицовывать, шпаклевать и красить. Толщина плит варьируется от 10 до 22 мм: для корпусов колонок объемом до 3 литров будет достаточно доски толщиной 10 мм, до 10 литров – 16 мм. Для больших корпусов лучше выбрать 19 мм.

    Если при выборе материала для изготовления корпусов акустических систем отбросить в сторону звуковые аспекты, то останутся три определяющих параметра: низкая стоимость, простота обработки, простота склеивания. МДФ как раз обладает всеми тремя. Именно невысокая стоимость и «податливость» МДФ делают его одним из самых популярных материалов для изготовления колонок.



    Пример использования МДФ – полочная акустика Arslab Classic 1 SE, стенки корпуса которой изготовлены из толстых древесноволокнистых плит, препятствующих возникновению вибраций и окрашиванию звука.

    Фанера


    Этот материал сделан из спрессованного и склеенного тонкого шпона (около 1 мм). Для повышения прочности фанеры слои шпона накладываются так, чтобы волокна древесины были направлены перпендикулярно волокнам предыдущего листа. Фанера – лучший материал для подавления вибраций и удержания звука внутри корпуса. Склеить фанерные доски между собой можно обычным клеем по дереву.

    Шлифовать фанеру сложнее, чем МДФ, поэтому выпиливать детали нужно как можно точнее. Среди достоинств фанеры стоит выделить её легкость. По этой причине из неё часто делают кейсы для музыкальных инструментов, ведь достаточно обидно отменять концерт из-за того, что музыкант надорвал спину.

    Именно этот материал применяется компанией Penaudio для производства напольной акустики – она использует латвийскую фанеру, которая изготавливается из березы. Многим нравится то, как выглядит обработанная березовая фанера, особенно после покрытия лаком, – это придает корпусу уникальности. Этим и пользуется компания: поперечные слои фанеры стали своеобразной «визитной карточкой» Penaudio.



    Напольная акустика Penaudio Rebel Three

    Камень


    Чаще всего используются мрамор, гранит и сланец. Сланец – самый подходящий материал для изготовления корпусов: с ним достаточно просто работать из-за его структуры, и он эффективно поглощает вибрации. Главный недостаток – необходимы специальные инструменты и навыки обработки камня. Чтобы как-то упростить работу, возможно, имеет смысл изготовить из камня только переднюю панель.

    Стоит отметить, что для установки колонок из камня на полку, вам может понадобиться мини-кран, да и сами полки должны быть достаточно прочными: вес каменной аудиоколонки достигает 54 кг (для сравнения, колонка из ОСП весит около 6 килограмм). Такие корпусы серьезно улучшают качество звука, но их стоимость может оказаться «неподъемной».

    Колонки из цельного куска камня делают ребята из компании Audiomasons. Корпусы вырезаются из известняка и весят порядка 18 килограмм. По заявлениям разработчиков, звучание их продукта придется по вкусу даже самым искушенным меломанам.

    Оргстекло/стекло


    Можно сделать корпус для динамиков из прозрачного материала – это действительно круто, когда видно «внутренности» колонки. Только здесь важно помнить, что без должной изоляции звук будет ужасным. С другой стороны, если вы добавите слой звукопоглощающего материала, прозрачный корпус перестанет быть прозрачным.

    Неплохим примером акустической hi-end-аппаратуры из стекла может служить Crystal Cable Arabesque. Корпуса техники Crystal Cable изготавливаются в Германии из полос стекла толщиной 19 мм со шлифованными гранями. Детали скрепляются между собой невидимым клеем в вакуумной установке, дабы избежать появления пузырьков воздуха.

    На выставке CES-2010, проходившей в Лас-Вегасе, обновлённые Arabesque завоевали все три награды в области Инноваций. «До сих пор ни одному производителю техники не удавалось добиться настоящего hi-end-звучания от акустики, изготовленной из такого сложного материала. – писали критики. – Компания Crystal Cable доказала, что это возможно».

    Клееная древесина/дерево


    Из дерева получаются хорошие корпуса, однако здесь нужно учитывать важный момент: дерево имеет свойство «дышать», то есть оно расширяется, если воздух влажный, и сжимается, если воздух сухой.

    Так как деревянный брусок проклеивается со всех сторон, в нем создается напряжение, что может привести к растрескиванию древесины. В этом случае корпус потеряет свои акустические свойства.

    Металл


    Чаще всего для этих целей используется алюминий, точнее – его сплавы. Они легкие и жесткие. По мнению ряда специалистов, алюминий позволяет уменьшить резонанс и улучшить передачу высоких частот звукового спектра. Все эти качества способствуют росту интереса к алюминию со стороны фирм-производителей аудиоаппаратуры, и его используют для изготовления всепогодных акустических систем.

    Существует мнение, что изготовление цельнометаллического корпуса – не самая хорошая идея. Однако стоит попробовать сделать из алюминия верхние и нижние панели, а также перегородки жесткости.

    Наши материалы по теме:

    Аудиомания
    Одна из крупнейших Hi-Fi, High End компаний в СНГ

    Комментарии 26

      0
      А как же пластик?
        +2
        А ни как. Такой же плохой, как оргстекло, только непрозрачный.
        0
        Стекло, или стекло + алюминий так же используют в своих колонках Waterfall Audio :)
          +1
          Да. И там патентов столько, что можно туалет обклеить. Это очень непросто. Но у них получается.
          Учитывая то, что на рынке стеклянных колонок рас-два и обчёлся, это явно не тренд.

          Алюминий отлично получается использовать еще у немецкой Ceratec, правда, они сейчас сконцентрировались на «невидимой» акустике.
          +1
          Стоимость корпуса из шести 40-мм гранитных полированных плит не больше 60 $ (с учетом просверленных отверстий, анкеров, и тюбика герметика)
          Спрашивайте в ближайшем салоне ритуальных услуг. Чем хуже цельного камня?
            0
            У них же камень не «звуковой». Резонировать не будет.
            0
            Подскажите а из чего обычно делают грилл у колонок? Не могу понять что за материал, чем-то на прессованный картон похож.
              +1
              МДФ или ХДФ + ткань
              0
              «Надо брать готовые разработки, которыми инженеры делятся в сети, и повторять их. Это 90% успеха»
              Не поделитесь такими разработками?
              0
              Ни у кого не сохранился шедевральный ФИДОшный ответ на вопрос «Как сделать колонки?». Тот, который начинается с поиска и добычи руды.
                0
                На хабре есть краткий пересказ:
                Помню как то один товарищ попросил рассказать, как сделать колонки вручную. У него уточнили, как нужно, более подробно или в общих чертах? Ну он и попросил подробно. Ему на много-много страниц ответили. Рассказали, как найти железную и магнитную руду. Как ее добыть кустарными методами, как переплавить. Подробно описали, как сделать магнит с нужными характеристиками. Потом рассказали, как с кайлом, лопатой и ведром найти медную руду, ее добыть и переплавить. Потом как собрать и правильно подготовить лак, канифоль. Как в домашних условиях сделать из меди проволоку, покрыть лаком и намотать. Потом полный цикл производства фанеры в домашних условиях. Формулы расчета диффузора и т.д. Спецы там были просто невероятные.

                https://habrahabr.ru/post/179733/#comment_6237679
                0
                А как насчет керамики? Такое же как и металл?
                  0
                  Я печатаю компоненты корпусов на 3д принтере. Мой опыт таков: при печати пластиком АБС при 50% заполнении ц четырёхслойным периметром и торцами детали получаются досточно жёсткими, а сетчатая структура внутри обеспечивает хороший антирезонансный эффект.
                    0
                    Никогда не видел колонок из фанеры.
                    Всегда считал, что неподходящий материал это (именно потому что не видел)
                    А значит фанеру не применяют потому что она дороже ДСП так что-ли?
                    А сделаю ка я фанерные колонки тогда.
                    –3
                    Почти в каждом хозяйственном магазине продаются прекрасные доски из эвкалипта?
                      +1
                      Слышал, что бетон — неплохой материал для этого. И удобно, что можно отливать в формы, а не выпиливать, как камень.
                        +1
                        и носить потом удобно
                        +1
                        «Однако вплоть до 50-х годов многие производители аудиоаппаратуры не закрывали корпуса колонок полностью – задняя часть оставалось открытой. Это было связано с необходимостью охлаждения электронных компонентов того времени (ламповое оборудование)».

                        Не только с этим. Так до сих пор делают в дешёвой аппаратуре, где лампами и не пахнет. Отражение звука от стены за колонкой заменяет фазоинвертор.
                          0
                          Делал колонки из ЛДСП в своё время… Не себе, но людей устраивало. Правда листы ЛДСП приходилось ещё и проклеивать. Но, по мне, это всё равно не то…
                            0
                            Клееная древесина как раз менее подвержена деформациям и растрескиванию, чем цельная древесина. Поскольку напряжения в отдельных брусках склейки компенсируются соседними.
                              0
                              «Среди достоинств фанеры стоит выделить её легкость.»

                              Благородные доны давно не держали в руках невесомый листочек 24-й фанеры.
                                0
                                Да я и лист 16-й с усером тащу на второй этаж, а благородный дон 24-й хвалится.
                                0
                                Извините что поднимаю старую тему, но хотел узнать, вероятно ли сделать акустическую коробку из каких-то подручных материалов? При этом, интересует этакая встраиваемая коробка, например, когда динамики находятся в общем корпусе магнитофона или какой-то самоделки, а фазоинвертор хочется направить вперед, но чтобы внутренности корпуса и сам корпус не издавали дребезга и не входили в резонанс.

                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                Самое читаемое