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详细解读箱体的各式制造材料

音频杂谈 小众声学 368浏览 0评论

箱体由障板构成,而障板的材料也有讲究,找几块纸板泡沫板是做不出像样的箱体。什么材料是比较理想的呢?还是先了解一下箱体内部的情况:扬声器通电工作后,箱体会不可避免的产生振动,振动可能是多方面的——
内部驻波造成的振动,这些波的能量可以传导到箱体上。
扬声器本身振动传导到箱体上。

音箱共振

工艺导致的一些问题,例如扬声器安装不够牢固等。

这些振动都被俗称为箱振。箱振会产生新的声波,这些声波会造成声音品质下降,即便扬声器再好,如果箱体容易发生箱振,那么这套音箱也不能被称为是好产品。我们一直在强调箱体的强度十分重要,也正是基于如上原因。

再回到之前话题,什么材质是比较理想的?优质材质应该具备如下几个特点——

本身具有良好的隔音性能;

刚性大,不易振动;

不易变形;

吸水膨胀率低;

目前来说,音箱产品中比较常见的箱体制造材料有如下几种:

木质板材

木质板材并不一定指实木,它并不是理想的材料,实木不适合工业化的生产,它容易变形开裂,如果经过烘干、防变形处理,成本会很高,而且实木对边角料的利用率低,也不环保。所谓的木质板材,通常指密度板。这是一种将木头粉碎后混合胶料经过热压工艺处理后的板材,按照密度又分为高中低密度几种,用于音箱箱体制造的,一般是中密度板[MDF]。


用于音箱箱体制造的各种厚度的中密度木质板材

中密度板具有密度大、刚性强,一致性好,不易变形等特点,且易于加工,它是制造木质箱体的主要材料。


索尼火武 SRS-DB500 2.1音箱-12毫米的刨花板

还有一种刨花板,也被某些厂商用于箱体制造,这种板材也可以算得上是木质板材。主要使用木材尾料或者其他材料例如甘蔗渣制造。

刨花板吸水率和膨胀率远比中密度板高,这种板材的吸水特性决定了它不适合作为音箱的板材,在南方的潮湿的天气里,这种板材会吸收空气的湿气而发胀,遇到干燥天气时收缩,两三年,箱体的稳固度就会下降。刨花板还有其他的问题,由于材质密度不均匀,在上面直接拧螺丝是无法保证做到生根牢固的,安装扬声器也是个问题。

即便是中密度板,它也有档次差异。在板材制造过程中,会使用到胶料、阻燃剂等化学品,这些化学物会在长时间里释放对人体有害的有毒气体,好的板子,会使用环保胶剂来制造,以降低甲醛等有害物质的含量和释放量。


用于音箱箱体制造的各种厚度的中密度木质板材

E2 小于等于 5.0 mg/L 的甲醛释放量、E1 小于等于 1.5 mg/L 的甲醛释放量、E0 小于等于 0.5 mg/L 的甲醛释放量。

板材有环保等级,主要有三档。在音箱制造当中,大部分使用的是E2级板材,少量大厂使用E1级,极少数使用E0级。严格的讲,E2级的板材因为甲醛释放量高是不能用于室内的。
在相当长的时间里,国内厂商都在高调的宣传木质板材的优势,什么消除箱振等等,描述得很高档的样子,使得木质箱体成为重要卖点,很多朋友也就形成了木质箱体优于其他箱体的错误印象。木质箱体不是万能药,它的稳固度一样受到箱体设计、板材厚度等因素的影响,薄薄的板材一样无法确保箱体的坚固。国内厂商青睐木质板材的原因,最大的原因是它非常易于加工,不需要开设模具即可小批量生产,生产入门门槛很低罢了。

塑料材质

塑料是一种统称,它泛指高分子量的合成树脂为主要组分,加入适当添加剂,可加工成型的塑性材料。在严格的权威声学书刊当中,使用的“合成树脂”这个称呼。

不管是叫塑料也好还是叫合成树脂也好,都不会改变它的基本物理特性。塑料最大的优点就是可塑性,用它可以设计出更多样化的造型,增加产品附加值和装饰性。但塑料本身也有缺陷,它刚性通常较差,也容易共振。这也成为了很多人所诟病的缺陷。实际上,塑料可以通过改造,例如混入其他材料或者合成新型的树脂来改变材料的物理特性,以达到预期强度,这种混合物配比自由度非常高。


用于音箱箱体制造的塑料颗粒

国外的音频企业在这方面的研究较早,材料设计方面经验更为丰富。


创新 GigaWorks HD50 微型音箱-被拧断的螺丝

在拆解创新HD50微型音箱的过程中,发生了一个小意外。HD50的螺丝全部都是带着胶水拧进去的,给我们拆解带来了麻烦,我们遇到顽固分子,有一颗螺丝纹丝不动,我们费了老大的劲儿,结果把这款螺丝给拧断了,螺丝的直径有3mm,当时我们最担心的是怕把箱体的螺丝孔位给崩裂了,拆开后,发现箱体安然无恙。从这个小插曲也可以看出,塑料一样可以做到相当优异的坚固度。实际上,HD50的塑料箱体完全不逊色于木质箱体。


漫步者 M360 一体化音响系统-内置的音箱

国内也有少量企业在进行材料研究。漫步者M360也采用了一种混合型材料,它将不同特性的塑料颗粒以及其他物质混合,得到一种新型的高强度材质,它被用于制造涡旋结构的内置塑料箱体。不过这种材质的外观不太好看。

塑料到底好不好?这个问题要分阶段性的看,塑料本身并不是高成本材料,但成型的模具却非常昂贵,一套高质量的模具动辄上百万,如果产品难以出量,平摊到个体上的模具成本就很高,反之,如果上量,塑料箱体的制造成本就会大大低于木质箱体。因此,对于小企业来说,塑料箱体是一个沉重的经济负担,对于大企业来说,塑料箱体却是赚钱的利器。简而言之,塑料材质适合大规模生产,但入门门槛较高。

在有源音箱里,也有极少量使用金属箱体的。金属刚性大,可以较薄厚度就实现非常出色的稳固度,并且可以做到很好的加工精度,做工可以更加精致。而且表面质感高贵,这也是其他材质难以模仿的。缺点也是客观存在的,金属本身是声音的优质导体,内部损耗低,另外成本也是比较高的。


Bose MusicMonitor 微型音箱

使用金属作为箱体材料的并不多,这里就不再重点讲述。不过值得一提的是,金属具有可塑性,因此金属箱体的加工方式可以有多重类型,例如Bose MusicMonitor,使用的是金属板材和框架组成的箱体设计,气密性和强度方面会差些,而安装成本会低一些。有些金属箱体则采用浇铸方式,这种加工方式更为少见。


网友自制的水泥箱体

有些发烧友为了追求更加稳固的箱体,使用金属框架的水泥打造箱体。


园林音箱

 

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