Материалы корпусов акустических систем

Современная акустическая система (АС) — неотъемлемый атрибут целого ряда аудиотехники. Предназначение акустических систем заключается в преобразовании электрического импульса в звуковой сигнал. И на всем протяжении развития АС стремление создателей было направлено на уменьшение искажений и получения как можно более качественного звучания.

Именно это породило два основных вида АС, которые различаются соединением с усилителем. Если усилитель непосредственно встроен в систему, то такая акустическая система называется активная, если же усилитель внешний, то пассивная. Кроме того, различают потолочные и напольные системы с разными габаритами. Ценовой спектр АС состоит из бюджетных вариаций, Hi-Fi и Hi-End классов.

Но если на заре своего развития акустические системы обычные рупорные громкоговорители вообще не имели корпуса, то с появлением бумажных диффузоров подход к созданию качественных АС изменился.

Зачем выбирать материалы для корпуса акустической системы?

Все начинку акустической системы стали помещать в специальные рамочные конструкции. Учитывая, что до середины двадцатого века основой электронных схем были лампы, то их необходимо было охлаждать. Все это диктовало конструкцию первых корпусов АС.

Но уже тогда многие разработчики АС обратили внимание, что материал корпуса оказывает определенное воздействие на формирование звука в конструкциях. Так, разные стенки корпуса АС (передняя/задняя) излучали звук разной фазы, что существенно сказывалось на качестве звука. Именно поэтому сильно возросла актуальность как непосредственно самой конструкции, так и материла изготовления корпуса АС.

Все больше внимания уделялось акустическим свойствам самых различных материалов, которые можно было бы использовать при изготовлении корпусов.

Минимизация искажений АС

Независимо от того, какой тип акустического оформления, а также какой материал при этом использовался, основная задача изысканий заключалась в минимизации искажения издаваемого звукового сигнала. Тембр, оттенки голоса, различные звуковые эффекты — все важно, поэтому к корпусам АС стали предъявляться самые жесткие требования.

Идеальная акустическая система должна не только гарантировать минимизацию погрешностей звука, но и позволять качественно воспроизводить весь доступный человеческому уху звуковой диапазон часто (20–20000 Гц). Причем это касается как моноканального, так и стереофонического звука. Корпуса современных акустических систем должны удовлетворять потребителя не только звуком, но и эстетическим видом.

Большинство современных производителей акустических систем выделяют дерево, как наиболее приемлемый материал корпусов акустчиеских систем дерево. В широком смысле подразумеваются и производные от дерева материалы: фанера, МДФ и ДСП. Реже, но также применяются камень, обычное и органическое стекло, клееное дерево, металл. Рассмотрим подробнее озвученные материалы акустики и эксклюзивные решения.

Пластик дешево, но резонирует

Пластик, сюда попадают и композиты, зачастую используется при производстве бюджетных АС, те которые еще китайские. Пластмассовый корпус лёгок, существенно расширяет возможности дизайнеров, благодаря литью можно реализовать практически любые формы.

Различные типы пластмасс очень серьёзно отличаются по своим акустическим свойствам.

Пластиковые колонки бывают очень даже неплохими, но главное это подобрать соответствующий пластик для корпуса.

Очень популярен пластик при создании носимых акустических систем, которые работают через Bluetooth, типа JBL. При этом производителям удалось решить проблему резонирования.

Еще несколько лет назад в производстве высококачественной домашней акустики большой популярностью пластик не пользовался.

Но на текущий момент востребован для профессиональных образцов, где важна низкая масса и мобильность устройства.

ДСП: Древесно-стружечная плита

В основе данного материала — клееная стружка. В результате прессования получается ровная поверхность с не плотной сердцевиной. ДСП пропуская звук, гасит вибрации, но боится влаги, так как имеет свойство набухать и разрушаться. Выбор ДСП для создания корпусов АС объясняется тем, что изделие не создает резонанса и не искажает громкое звучание.

Звукопоглащение неоднородное и возможно появление низко- и среднечастотных резонансов, хотя вероятность их появления ниже, чем у пластика.

Следует обращать внимание как и в случае с пластиком, так и в случае ДСП на свойства конкретной плиты.

Важно учитывать плотность и влажность материала, так как разные ДСП плиты отличаются по параметрам.

Толстые (> 22 мм.) и плотные ДСП применяется при создании студийных мониторов.

Конструкция из ДСП не привнесет в звучание никаких дополнительных призвуков. А расслаивание под воздействием влаги минимизируется шпаклевкой, специальной окраской и различными материалами, используемыми в качестве облицовки.

Наиболее существенной проблемой ДСП является низкая прочность, при достаточно высокой массе материала.

Для создания АС подойдёт ДСП с плотностью более 650–820 кг/м³ (при толщине плиты 16–18 мм, можно и более) и влажностью до 6–7%.

Не соблюдение этих условий отразится на качестве звука и надёжности акустической системы.

Облицованная или ламинированная ДСП

Еще один вариант ДСП — это древесно-стружечная плита, с односторонней/двухсторонней облицовкой шпоном или пластиком (ламинатом) с декоративным узором. Все фиксируется специальным клеем.

Недостаток — необходимость дополнительной обработки кромок и углов. При плохой заточке пилы, возможны сколы ламината.

Плита столярная

Столярную плиту производят из двухстороннего шпона или фанеры. Внутрь между двумя поверхностями кладут наполнитель из брусков, реек и прочего материала. Снаружи такой материал облицовывают шпоном или фанерой.

Получаемый материал прост в обработке и обладает небольшим весом.

ОСП: ориентированно-стружечная плита

Иначе говоря, многослойная проклеенная фанера, состоящая из переработанных древесных отходов.

Текстура ОСП очень красивая, но неровная.Неровности шлифуются и покрываются лаком.

Получаемый материал хорошо поглощает звук и достаточно стоек к вибрациям.

Данные свойства необходимы акустическим экранам при создании панели Шредера. Находящийся в заданной точке акустический экран излучает в противофазе и гасит акустическую волну определенной длины.

Минусы: испарение формальдегидов и резкий запах.

МДФ: мелкодисперсная фракция (древесноволокнистая плита)

Материал разной толщины (от 10 до 22 мм) с гладкой поверхностью, позволяющий создавать самые различные конфигурации корпусов АС.

Приемлемая стоимость МДФ, доступная обработка и склейка материала делают его одним из самых популярных при создании самых причудливых АС, благодаря высокому уровню механической прочности. Готовое изделие выглядит надежнее, прочнее и дороже, например в лаковом исполнении.

Материал хорошо резонирует, и именно его чаще всего используют для изготовления заводских корпусов.

Тощину листа МДФ выбирать по простому парвилу: объем АС до 3-х литров — 10мм, до 10 литров — 16мм, для больших объемов выбираем более 19 мм.

Но стоит помнить о способности древесноволокнистой плиты абсорбировать влагу, что может привести к расслоению и снижению качественных показателей.

Фанерные корпуса АС

Одним из лучших поглотителей звуковых вибраций и удержания звука в корпусе АС является фанера. Это обусловлено самой структурой фанеры: несколько спрессованных слоев древесного шпона проклеиваются перпендикулярно направлению волокон.

Достаточно прочную структуру фанеры сложнее обрабатывать, поэтому изначально требуется высокая точность распиловки заготовок. В итоге получаются легкие конструкции АС.

Обрабатывать фанеру гораздо сложнее чем МДФ. Поэтому на стадии выреза деталей стоит быть аккуратнее.

Каменные корпуса АС

На первом месте материалом для колонок, по применению камня, стоит сланец. Причина в простоте обработки и свойстве сланца поглощать вибрацию. Однако для обработки необходим специальный инструментарий и соответствующий опыт специалиста. Иногда для упрощения из сланца изготавливается только передняя панель АС.

Естественным минусом каменных колонок является их вес. Для сравнения, колонка из ОСП весит 6 кг, а сланцевый корпус «потянет» на все 54 кг. Качество звука отличное, но вес конструкции достаточно серьезный.

Еще используют мрамор и гранит. Например проект MARBLE SOUND SYSTEM.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Акустика из мрамора MARBLE SOUND SYSTEM

Есть любители, которые делают колонки из бетона.

Органическое стекло

Применение оргстекла для изготовления корпусов АС обусловлено желанием видеть «внутренности» колонки. Однако необходимо серьезно озаботиться качественной изоляцией. В противном случае качество звука будет очень низким.

Или всем известная компьютерная акустика Harman/Kardon SoundSticks III:

Древесина клееная

При всех достоинствах деревянных корпусов акустических систем, необходимо знать природу древесных волокон. При повышенной влажности воздуха древесные волокна расширяются и сужаются в случае сухого воздушного пространства.

При креплении деревянных стенок корпуса АС последние со всех сторон проклеиваются. При колебаниях влажности деревянные бруски могут растрескаться, что неизбежно приведет к падению качества звука.

 

 

 

 

 

 

 

Акустика из дерева MIN7

Металлические корпуса АС

Приоритетный выбор среди металлов — сплавы алюминия. Причина предпочтения — одновременная легкость и жесткость получаемых корпусов АС. Заметно уменьшение резонанса и улучшенная передача звука на высоких частотах. И если полностью металлические корпуса пока еще не приветствуются, то вот изготовление верхних и нижних панелей корпусов АС, перегородок жесткости — вполне приемлемо.

Как видим, материалов, применяемых для изготовления корпусов АС достаточно много. Также проблематично исследовать качество звучания таких колонок с помощью специального оборудования. Единственным и естественным анализатором изделий должен выступать собственный человеческий слух. Эмоциональное восприятие подскажет, сможет ли звук, излучаемый такой АС, доставить вам максимальное удовольствие.

Необычные материалы для акустических систем

Переработанная бумага

Эко меломаны будут обожать TAU акустику за их экологический состав.

Картон

Один пользователь решил пошутить и, благодаря «очумелым ручкам», изготовил колонки из картона и других подручных средств. Назвал их айКолонки.

Источники:

• Изготовление корпусов колонок: Обзор материалов
• «Анатомия» домашних акустических систем: материалы и акустическое оформление

• Изготовление корпусов для акустики
• Корпуса акустики