Från idé till verklighet: Design och tillverkning av 3D-printade HiFi-högtalare

Del 1: Inspiration och Designprocessen

När jag bestämde mig för att designa och bygga mina egna högtalare, började resan med en enkel men ambitiös idé. Jag ville skapa en unik, 3D-printad högtalare med en distinkt design, anpassad för ett fulltonselement.

Min första utmaning var att begränsa storleken på designen till att passa på min största 3D-skrivare, vilket innebar att jag behövde designa en högtalare som kunde printas i ett stycke, utan behov av att montera flera delar efteråt. Ett annat designkrav var att det borde bli en kvartvågshornshögtalare, vilket är ett populärt val för dess förmåga att förstärka basfrekvenser utan behov av en komplex crossover.

Jag kontaktade Jürgen från Högtalershoppen.se för att diskutera olika designmöjligheter. Tillsammans utvecklade vi en plan för att skapa en högtalare som skulle passa mina unika krav och estetiska preferenser. Under denna tid, föddes namnet på högtalaren - "The Ear", inspirerad av ett förslag från min fru.

Jag började sedan med den faktiska designprocessen, med hjälp av CAD-programmet Fusion360. Detta program visade sig vara extremt värdefullt på grund av dess förmåga att hantera komplexa geometrier och detaljerade skisser, vilket var nödvändigt för att skapa de intrikata interna strukturerna i högtalaren. För att minimera risken för stående våger inuti högtalaren, införlivades en "äggkartongsform" på de inre ytorna, vilket bidrar till att sprida ljudvågorna och förhindra upphopning av vissa frekvenser.

Efter att ha slutfört designen för version 1 av "The Ear", printade jag två högtalare för att lyssna och utvärdera ljudkvaliteten. Trots att det fanns tydlig potential, upptäckte jag att det fanns rum för förbättringar. Denna initiala lyssning gav värdefull insikt i hur design och materialval påverkade ljudet, vilket ledde till flera betydande förändringar i kommande versioner.

Del 2: Iterationer och Förbättringar

Trots att den första versionen av "The Ear" var lovande, var det tydligt för mig att det fanns utrymme för förbättringar. Efter att ha lyssnat på och analyserat ljudet, identifierade jag att ljudförvrängningen var för hög och ljudprecisionen behövde förbättras.

Jag beslutade mig för att tackla dessa frågor genom att genomgå flera iterationscykler, vilket innebär att jag systematiskt justerade och förfinade designen baserat på testresultaten. Dessa iterationer ledde till betydande förändringar i högtalarens struktur och estetik.

En av de mest betydande ändringarna var att göra väggarna tjockare för att öka högtalarens akustiska massa och minska resonans, vilket hjälpte till att minska förvrängningen. Dessutom anpassade jag insidan av högtalaren för att ytterligare förbättra ljudkvaliteten.

Efter att ha skapat och testat den tredje versionen av "The Ear", tog jag högtalarna till Jürgen i Höör för professionell mätning och feedback. Jürgen var imponerad av ljudkvaliteten och den fylliga klangen som högtalarna kunde producera, trots att de endast innehöll ett 4" element.

Jürgen föreslog dock några ändringar, inklusive ett justeringsfilter för att jämna ut en oönskad frekvensbula runt 3100Hz och att lägga till interna förstärkningar för att öka högtalarens strukturella stabilitet. Detta ledde till ytterligare förbättringar i den fjärde versionen av "The Ear", vilken inkluderade tjockare väggar, mer avrundad design, invändiga förstärkningar och flera andra justeringar.

Del 3: Materialval och Slutresultat

Valet av rätt material för högtalarens konstruktion spelar en avgörande roll för både ljudkvalitet och slutprodukten. Efter noggranna tester och överväganden valde jag ett träfiberfylld PLA som sitt föredragna material. Detta val var baserat på flera faktorer.

För det första är det lätthanterligt och genererar ett attraktivt utseende, vilket gör det till ett utmärkt val för 3D-utskrift. För det andra erbjuder det den extra fördelen att vara mer "dött" än standard PLA, vilket minskar risken för oönskad resonans inom högtalaren och därmed förbättrar ljudkvaliteten. Dessutom fann jag att detta material var överlägset när det kom till att fylla högtalarna, med sand, gips och epoxi som testats men övergavs på grund av både pris och arbetsinsats.

Efter den sista iterationen och med det optimala materialet valt, var "The Ear" redo för presentation. Varje högtalare har ett distinkt och iögonfallande utseende tack vare det unika designval som gjorts. Den organiska formen, tillsammans med det varma utseendet av träfiberfylld PLA, ger högtalarna en naturlig estetik som passar perfekt i de flesta hemmiljöer.

Dessutom, tack vare de genomtänkta design- och materialvalen, kan "The Ear" producera ett kraftfullt, balanserat ljud som fyller rummet, vilket visar att man inte behöver kompromissa mellan stil och substans.

Vill du ha din egen uppsättning "The Ear" högtalare? Du kan välja att köpa dem obehandlade eller lackerade, beroende på dina personliga preferenser. Kolla in länken här för att köpa: Köp The Ear här