Inleiding Het doel van dit project dat is om een luidspreker te ontwikkelen die buitengemiddeld goed klinkt voor een vriendelijke prijs en welke met zo weinig mogelijk investeringskosten te produceren is. Daarnaast moet de luidspreker een eyecatcher worden die zich onderscheid van andere luidsprekers en zichzelf neer zet als een sculptuur. Om deze laatste reden is bevat de luidspreker vele lastige onderdelen. Onderdelen welke bij het prototype van MDF gemaakt zullen worden en welke bij het uiteindelijke model van beuken triplex gemaakt worden. Het statief Het statief vormt hierop een uitzondering omdat deze wordt geproduceerd uit een hardhout soort welke gekozen kan worden door de klant. In principe kent dit frame enkel een paar schuine snede en een platform welke zeshoekig is. Er zou gekozen kunnen worden om het zagen van dit frame machinaal te laten doen met bijvoorbeeld een CNC-freesmachine maar de kosten van een dergelijke machine wegen niet op tegen het geld wat er op de luidsprekers wordt verdiend gezien de kleine serie groottes. Het is daarom veel aannemelijker om dit te gaan produceren doormiddel van conventioneel gereedschap. De twee meest voor de hand liggende opties hierbij zijn doormiddel van een zaagtafel of doormiddel van een afkortzaag. De zaagtafel biedt hierbij een vele grotere precisie en biedt meer gemak bij grotere serie groottes. De afkortzaag daarentegen biedt het voordeel dat deze niet afhankelijk is van een werkbereik in de lengte richting en dat deze voordeliger in aanschaf is. Omdat de precisie bij het statief minder van belang is en omdat er geen grote seriegroottes op gedraaid hoeven te worden wordt er voor het statief gekozen voor een afkortzaag. Bijkomend voordeel is dat een afkortzaag voordeliger is in aanschaf dan een tafelzaag met een soort gelijk bereik. De bass-hoorn, de midden-hoorn en de hoog-hoorn
Deze drie componenten beschikken over vele schuine kanten en enkele ronde openingen. De schuine kanten kunnen zowel op een tafelzaagmachine als met een handcirkelzaagmachine gezagen worden. De tafelzaagmachine biedt hierbij een groot voordeel als het om gemak en precisie aankomt maar daar staat tegenover dat de handcirkelzaagmachine een onbeperkt bereik heeft. Het grootste paneel van de luidspreker is meer dan een meter lang. Een tafelzaagmachine met een dergelijk werkbereik past niet binnen de beoogde investeringskosten. Daarnaast is het zo dat deze ook niet noodzakelijk is zo is gebleken uit meerdere prototypes welke met een handcirkelzaagmachine zijn gezagen. Het maken van de ronde openingen kan zowel met een decoupeerzaag als ook met een boven-freesmachine. Deze laatste is makkelijker af te stellen en werkt vele malen preciezer dan een decoupeerzaag. In investeringskosten ontlopen de twee elkaar niet veel. Het voordeel van een decoupeerzaag is wel dat je met deze wat vrijer bent in de mogelijke vormen maar dat maakt voor de simpele ronde openingen van deze luidspreker geen verschil. De keuze ligt op de boven-freesmachine Hierboven ziet u een computerafbeelding van de tweede CAD-tekening. Bij deze zijn metalen accenten aangebracht om de details welke ook terug te vinden zijn op de oude foto-statieven, terug te laten komen in het ontwerp. Daarnaast is de midden-hoorn voorzien van een versteviging zodat deze minder snel afbreekt en de luidspreker robuuster oogt.
Hierboven ziet u een computerafbeelding van de eerste CAD-tekening. De bass-hoorn is hierbij opgenomen in het tripod statief doormiddel van een drie houten latten welke loodrecht op de rest van het statief staan. De hoog-hoorn is bevestigd doormiddel van twee latten na de midden-hoorn en naar de bass-hoorn.
Inleiding De exacte vorm van de bass-hoorn, de midden-hoorn en van de hoog-hoorn is bekend. Ook de opstelling waarin deze geplaatst gaan worden is bekend en als laatste is ook al de vorm waarin deze geplaatst gaan worden bekend. Het enige wat nog mist is een mooie voet welke de drie componenten met elkaar verbindt. Inspiratie Bij het ontwerp van de voet hebben we ons laten inspireren door een tripod voet zoals deze vroeger bijvoorbeeld onder camera’s werden gebruikt. Dit zijn zeer robuuste statieven waarvan gemakkelijk de hoogte is te verstellen. Bij een tripod statief is er zeer bewust gekozen voor drie poten. Dit garandeert dat de camera of in dit geval de luidspreker stabiel rust op zijn ondervloer. In de praktijk
Het mooie aan een tripod dat is dat zowel de bass-hoorn als ook de midden-hoorn netjes in een enkel statief kunnen worden ondergebracht. Voor de hoog-hoorn kan dan vervolgens een mooie bevestiging worden verwezenlijkt. Inleiding Inmiddels weten we hoe de luidspreker gaat werken en welk formaat hoorn hiervoor gebruikt gaat worden. Daarom moeten we nu een keuze gaan maken voor in welke opstelling de hoog-hoorn, de midden-hoorn en de bass-hoorn komen te staan. De eerste mogelijkheid Bij de eerste mogelijkheid worden de bass-hoorn en de midden-hoorn verticaal boven elkaar gezet. De hoog-hoorn wordt in het midden, naast de hoorn geplaatst. De tweede mogelijkheid Bij de tweede mogelijkheid worden bass-hoorn en de midden-hoorn beiden tegen de grond gepositioneerd. De hoog-hoorn bevindt zich hierbij in het midden boven de midden-hoorn en de bass-hoorn. De derde mogelijkheid Bij de derde mogelijkheid worden de midden-hoorn en de hoog-hoorn geleidelijk boven de bass-hoorn geplaatst. Wat is van belang Het is niet alleen belangrijk dat de opstelling er goed uit ziet. Wat misschien nog wel veel belangrijker is dat is dat de opstelling bijdraagt aan een beter geluid en dat de optelling het bouwen van een goed frame voor het bij elkaar houden bevorderd. Conclusie De tweede mogelijkheid heeft van de drie mogelijkheden veruit de grootste voetafdruk. Hier staat wel tegenover dat de opstelling wel veel minder hoog is dan de overige opstellingen. De derde mogelijkheid geeft een speels uiterlijk maar heeft wel als nadeel dat het maken van een goed frame ingewikkelder is dan bij de eerste mogelijkheid omdat bij deze de midden-hoorn en de hoog-hoorn zich niet recht boven elkaar bevinden. De eerste opstelling is misschien wel de hoogste opstelling maar is ook de opstelling welke de afzonderlijke onderdelen het beste tot zijn recht laat komen. Ieder onderdeel kan vanuit iedere hoek bekeken worden en dat is iets wat bij de tweede en de derde mogelijkheid minder goed mogelijk is. Gezien de voordelen van de eerste mogelijkheid wordt er gekozen voor de eerste mogelijkheid.
Inleiding Een goede bass-hoorn begint bij een goede ondersteuning van de luidsprekerdriver. Hiervoor moet er een compacte behuizing worden ontworpen welke de luidsprekerdriver ook nog eens moet voorzien van een compressie kamer en een gesloten ruimte achter de luidspreker driver. Schetsen De vorm van deze behuizing heeft redelijk wat vormvrijheid. Het is een onderdeel van de luidspreker wat kan werken als een eyecatcher. Hieronder ziet u de gemaakte schetsen voor deze behuizing. Het technische aspect Toch zijn er een aantal zaken van de behuizing die invloed kunnen hebben op de kwaliteit van de luidspreker. Het is bijvoorbeeld goed om de ruimte achter de luidsprekerdriver niet volledig vierkant te maken omdat hierbij de staande golven in iedere richting exact gelijk zijn en hierdoor elkaar versterken. Om dit tegen te gaan kun je verschillende verhoudingen toepassen. Een van de meest gebruikte verhoudingen hierin dat is de reeks van Fibonacci. Bij deze reeks is ieder vlak een factor 0.618 of een factor 1.618 groter of kleiner dan het naastliggende vlak. Wat ook een goede manier is om staande golven tegen te gaan dat is door de vlakken niet parallel tegenover elkaar te positioneren. Een tweede technische aspect waar rekening mee gehouden moet worden dat is de maakbaarheid. Het is met handgereedschap bijzonder lastig om ronde vormen met voldoende dikte te creëren uit hout. Daarom vallen alle ronde ontwerpen af. Esthetisch De vorm van de behuizing moet natuurlijk ook goed aansluiten op de vorm van de hoorn. Hierdoor vallen vormen met afgeronde zijkanten en asymmetrische vormen af. Conclusie
De vorm welke het beste past bij de hoorn en bij het beeld van de luidspreker dat is de zeshoek welke net boven de rechterhoek, onder te vinden is. Deze vormt een mooi contrast met de acht hoeken van de hoorn en is daarnaast relatief makkelijk te fabriceren. De diepte en de hoogte van deze zeshoek kunnen mooi op elkaar worden afgestemd doormiddel van de reeks van Fibonacci.
Inleiding Bij de keuze van het materiaal voor de luidspreker zijn er een aantal zaken zeer belangrijk. In de eerste plaats moet het materiaal dat gebruikt wordt voor de bass-hoorn, de midden-hoorn en voor de hoog-hoorn over voldoende hardheid beschikken zodat deze het geluid goed reflecteert. In de tweede plaats moet de behuizing van de ruimte achter de bass luidspreker en voor de compressiekamer over voldoende stevigheid en stijfheid beschikken zodat deze niet vervormen onder de grote druk welke hierin wordt opgebouwd. In de derde plaats moet het materiaal makkelijk te bewerken zijn met zowel machinaal als handgereedschap en in de laatste plaats moet het materiaal goed af te werken zijn met eventueel een lak of een fineer naar wensen van de klant. Hardhout Hardhout is een natuurproduct dat afkomstig is van loofbomen. Omdat loofbomen langzamer groeien dan naaldbomen is dit hout een stuk harder en duurzamer dan dat van naaldbomen. Hardhout is er in vele soorten. De eigenschappen variëren per soort. In het algemeen heeft hardhout wel een groot nadeel en dat is dat het materiaal krimpt naarmate de luchtvochtigheid en temperatuur. Doordat de nerf van het hout meestal niet recht door de plank of balk loopt, trekt deze hierbij vaak krom. De klankeigenschappen van hardhout zijn afhankelijk van de soort. Naaldhout Naaldhout is een natuurproduct dat afkomstig is van naaldbomen. Deze groeien sneller dan loofbomen en dat maakt het materiaal minder duurzaam en hard. Doordat deze bomen sneller groeien is het materiaal vaak wel voordeliger en doordat het minder hard is, is het makkelijker te bewerken. Naaldhout kent hetzelfde nadeel als hardhout dat het krimpt of uitzet naarmate de luchtvochtigheid en dat het materiaal hierdoor buigt. Doordat naaldhout minder hard is dan hardhout, zijn de klankeigenschappen van dit materiaal vaak slechter. Triplex Triplex is een houtachtig materiaal waarbij er een oneven aantal fineerlagen, kruislings op elkaar zijn verlijmd. Hierbij blijven de positieve eigenschappen van de houtsoorten waaruit deze is samengesteld behouden en wordt hierbij een betere sterkte en stabiliteit verkregen. Triplex buigt minder zoals naaldhout en hardhout dat wel doet en is makkelijk te bewerken. De klankeigenschappen van triplex hangen af van de gebruikte houtsoorten maar het is bekend dat beukentriplex veel gebruikt wordt in de audio-industrie voor het bouwen van luidsprekers. MDF MDF is een materiaal dat bestaat uit samengeperste houtvezels. MDF staat voor Medium Density Fibreboard. Het materiaal heeft een ongekende homogeniteit en is van alle houtsoorten het makkelijkste te bewerken. MDF buigt, krimpt of zet niet uit. MDF wordt veel toegepast in de audio-industrie maar het is bekend dat triplex, betere klank en gewichtseigenschappen heeft doordat deze harder en sterker is. OSB OSB is een materiaal met een zeer constante kwaliteit welke veelvoudig wordt gebruikt voor constructieve doeleinde. OSB staat voor Oriënted Strand Board en vervormt niet tot nauwelijks bij temperatuur of luchtvochtigheidsveranderingen. OSB wordt niet veel in de audio-industrie gebruikt omdat het materiaal een vezelachtig oppervlakte heeft welke moeilijk is af te werken daarom is er ook niets tot weinig over de klankmatige eigenschappen bekend. Aluminium Naast het gebruik van hout behoort ook het gebruik van metalen tot de mogelijkheden. Een mogelijkheid hierbij is het gebruik van aluminium. Aluminium is er in vele soorten ieder met eigen specifieke eigenschappen. Over het algemeen is aluminium machinaal makkelijk te bewerken maar met handgereedschap is dit een stuk lastiger. Aluminium heeft een constantere kwaliteit dan hout omdat dit een legering is en niet een natuurproduct. Hierdoor zijn de eigenschappen beter af te stellen op het gebruiksdoel. Aluminium staat bekend om haar zeer goede klank eigenschappen maar door de hoge materiaal en machinekosten achten wij het materiaal niet geschikt voor deze luidspreker. Conclusie Het wordt lastig om natuurlijke materialen in de luidspreker toe te passen zoal hardhout en naaldhout. De materialen zijn niet constant genoeg in hun kwaliteit en hierdoor zal iedere luidspreker afzonderlijk beoordeeld moeten worden op of deze kwaliteit wel voldoet. Dit is niet haalbaar. Aluminium valt af omdat deze zonder investering in dure machines niet haalbaar is en omdat de materiaalprijs vele male hoger ligt dan die van de overige materialen. OSB valt af omdat deze een oppervlaktekwaliteit heeft welke niet voldoet om direct te lakken. Dan blijven enkel triplex en MDF over. Hierbij heeft triplex duidelijk de voorkeur als het om de technische en klankmatige eigenschappen gaat. Het is een materiaal dat bij dezelfde toepassing veel lichter is dan MDF. MDF is echter wel een stuk voordeliger dan triplex en is een stuk makkelijker te bewerken. Om deze reden hebben we ervoor gekozen om de prototypes van MDF te maken en het uiteindelijke model van triplex. Metingen kunnen immers net zo makkelijk op een MDF model genomen worden. Bronnen:
https://www.houtinfo.nl/houtproducten/houtachtige-plaatmaterialen https://eppinga.nl/houtsoorten/ http://www.demetaalgids.nl/index.php?page=metalen&metaal=Aluminium+en+aluminium+legeringen&id=1&pagina=Soorten%2C+kwaliteiten%2C+eigenschappen&pagina_id=23 Het uitwerken van het ontwerp voor de hoog-hoorn gebeurt op dezelfde manier als bij de bass-hoorn en bij de midden-hoorn. Ook bij deze hoog-hoorn is er gekozen voor 12mm dik plaatmateriaal zodat dit mooi gelijk is aan dat van de bass-hoorn en van de midden-hoorn.
|
|