使用 SLS 3D 列印批量生產專業揚聲器系統

Kling & Freitag的技術、現代設計和多功能應用的不斷發展使其擴聲系統從競爭對手中脫穎而出。 

在過去的 20 年裡,靜態和臨時音響系統的供應商一直在其產品開發中使用積層製造。最初是為了快速原型製作,但最近是為了在其創新的揚聲器系統 PIA M 中批量生產組件,該系統完美地適應了其環境。 

在本篇文章中,Kling & Freitag 的設計工程師 André Figula 談到了他在積層製造方面的多年經驗、3D列印在工程中的優勢,以及它如何可能在未來繼續推動 Kling & Freitag 的創新。

 

超過 30 年的專業擴聲和揚聲器系統開發經驗

一流的音效和廣泛的專業音響系統組合是 Kling & Freitag 的優勢。 

Kling & Freitag 成立於 1991 年,為全球許多劇院、體育場和音樂廳提供創新的音響系統。該公司還提供揚聲器系統作為短期服務,例如節日、交易會或露天活動。 

2018 年,Kling & Freitag 完成了其眾多著名項目之一:漢堡易北愛樂廳大音樂廳的主要聲學擴聲系統。 

▲Kling & Freitag 的 VIDA L 揚聲器集群懸掛在易北愛樂廳大廳的天花板上,為整個大廳提供了豐富的聲音體驗。

除了產品的聲音性能外,Kling & Freitag 系統在視覺上也令人印象深刻。當公司與建築師合作時,圓滑且通常幾乎看不見的揚聲器組件特別受歡迎。 

 

從外包到內部引入 SLS 3D列印

Kling & Freitag 長期以來一直使用 3D列印。Figula 在2000年初開始對積層製造產生興趣。當時,他和他的團隊還在數週時間裡手動開發所謂的高頻喇叭,以滿足客戶對精度和隨之而來的高品質聲音的需求。

然而,當時SLS 3D列印系統仍然非常昂貴,成本超過 200,000 歐元,因此該團隊決定與積層製造服務提供商合作來創建功能原型。透過這種方式,他們能夠將原型直接安裝到揚聲器中進行測試,儘管仍然需要外包,但節省了數週的人工。

後來,隨著Fuse 1的推出,一款將 SLS 3D列印的成本降低了大約十倍的列印機上市,為 Kling & Freitag 等中小型公司提供了內部積層製造的完美起點。

 

Fuse 1生產的新型Waveguides系列產品

創新的音柱 PIA M 是 Kling & Freitag 最新推出的產品之一。它最獨特的功能是所謂的高音喇叭或波導,由四個可移動的喇叭陣列組成,可以調整以適應特定的環境。在不斷變化的場所或不同的觀眾規模中,很難為移動應用實現一致的音質。PIA M 精密的機械裝置允許不斷重新調整聲學效果,確保在聽眾中均勻分佈音量,無論使用該裝置的環境如何。 

四個靈活的喇叭陣列用於實現可調節的水平分佈。

由於其複雜的設計,使用塑膠射出成型工藝製造這些可調喇叭陣列非常困難且成本高昂。 

如果完全可行,塑膠射出成型的成本可能與 Formlabs 的 SLS 3D列印機差不多。這就是為什麼我們決定購買自己的列印機來開發和生產隨後的波導系列。」Kling & Freitag 設計工程師 André Figula

在PreForm 軟體中看到的 Fuse 1 SLS 3D列印機完全填充的成型粉槽。

現今,Figula 和他的團隊已經開始 Waveguides 的批量生產,並面臨著專業音響產業的巨大需求。 

此外,他們越來越多地發現 Fuse 1 的協同效應。例如,他們使用開發其他組建時成型粉槽剩餘的空間進行快速原型製作,這反過來又為他們節省了大量時間和金錢。  

使用Fuse Sift進行後處理的 SLS 3D列印組件。

 

透過積層製造實現設計自由

Kling & Freitag 內部 SLS 3D列印機的另一個主要優勢是新產品工程的靈活性。 

例如,在新產品開發中,我們可以在每次迭代中重新調整原型的功能。我們不會在塑膠射出成型中有這樣的靈活性,所以我們不會得到相同的結果。」Kling & Freitag 設計工程師 André Figula

Waveguide 複雜的形狀以及設計中的眾多底切也會使塑膠射出成型無法進行生產。 

▲用尼龍 12 粉末印刷的四個創新喇叭陣列之一。

如果沒有 Fuse 1,我們不可能推出 PIA M 揚聲器的 Waveguide。」Kling & Freitag 設計工程師 André Figula

 

下一階段:創新專利準備與Fuse 1

這些機器目前在 Kling & Freitag 持續運行。它們主要用於 PIA M 揚聲器系統的新型 Waveguide 的批量生產,但也用於新開發。  

透過3D列印,它更快、更實惠,而且我們在整個開發過程中保持靈活性。」Kling & Freitag 設計工程師 André Figula

其中一項創新已經在 Fuse 1 SLS 3D列印機上進行了 100% 的迭代,目前已接近申請專利。

「如果我與外部服務供應商合作,我將不得不在原型製作過程的每個迭代步驟之間等待大約八週才能獲得新原型。現在,我只需將每個新設計上傳到 Fuse 1,並且在相對較短的時間內完成時間,就能獲得工作部分,」Figula解釋道。 

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