「聽」見未來的聲音—3D列印客製化耳機案例分享


ACS Asia艾爾仕國際有限公司 創辦人 湯正才Michael Tang在美國待了多年,回台後從事貿易與產品開發,在某次幫耳機大廠製作耳機時結識了ACS艾爾仕英國的老闆,因而有了多年的深厚友誼。Michael也曾到大陸開過工廠,在結束工廠的事業回到台灣後,ACS老闆跟Michael談到想開拓亞洲市場,因此便與他合作在台灣開設了ACS Asia。

一進入艾爾仕,就會看到門口擺著許多照片,是許多之名藝人跟艾爾仕湯先生的合照。其實在演唱會的時候,歌手們因為現場的聲音吵雜,會需要用客製化監聽耳機來確保演唱會的順利進行。

客製化耳機產業使用的族群大概有哪些?

艾爾仕的有兩個主要的產品,首先是監聽耳機,它是給樂手與歌手使用,讓他們在演唱會的吵雜環境下,也可以聽到他們的音樂。所以一般這種耳機都是客製化,他可以將外面的聲音隔絕掉,去調整所想要聽到的聲音—例如在一個樂團中,主唱最需要去聽他唱歌的音準、咬字是否清晰等,節拍的聲音相對不需要太大,相對的,樂團中的鼓手是樂團中的靈魂人物,因為整個音樂是靠鼓手的節拍來定位,若他因為聲音聽不清楚而打錯了節拍,歌手也會唱不下去。

另一個產品就是聽力防護的耳塞,它除了可以給樂手、DJ等做使用外,也可以給工業領域的從業者做使用,艾爾仕有幫台電的維修工程師、技師等做工作時用的耳塞;也有幫奧運射擊選手作比賽時用的耳塞,首先,因為他們比賽時需要很專心,透過耳塞可以去避免場外的聲音影響到比賽的過程,第二,比賽開始時的槍聲,會對他們的耳朵造成刺激,肌肉會抽動一下,會影響到他的準度。也有幫中央警大的射擊課程做耳塞,避免長時間的槍聲對耳朵造成傷害;另外也有幫金屬工廠或者高科技公司晶圓廠做耳機,因為他們一般為了產線的運作,電是不會關的,聽力防護耳塞可以去保護他們受到發電機的噪音傷害。

以下為大家介紹一些艾爾仕的產品

一、客製耳塞系列

上圖為艾爾仕在台灣賣最好的產品—睡眠耳塞,他是用特色的矽膠客製的,特點是它非常的輕薄,且防噪的效果非常好,他人的打鼾聲、音響的聲音都可以隔絕。一般的睡眠耳塞,側睡壓到時可能會覺得不舒服,這款耳機因是良「耳」打造,戴起來是很舒服的。湯先生開玩笑地說:「只有一個問題,因為戴起來太舒服且隔音效果好,有可能會聽不到鬧鐘」。

艾爾仕有個客戶因為樓上住戶太吵而定做了睡眠耳塞,「我現在終於可以安心睡眠了!」這位客戶告訴湯先生。「現在,我的鬧鐘,是我老婆的手。」客戶笑說。

客製化耳塞跟一般市售耳塞有什麼差別?

其實每個人的耳道尺寸與形狀都不一樣。像下圖這兩款耳塞,左側的比較細長,而右側的比較短胖—其實每個人的左右耳形狀,耳道的形狀也是不同的,

即便看起來滿相似的,但還是會有些微的差異。所以艾爾仕的客製化耳塞,相較於一般市售耳塞能夠符合使用者的耳道形狀,密封性較好,戴起來也比較舒服。

「有許多人,雖然在吵雜的環境工作,卻因為覺得戴耳塞不舒服而選擇不戴,因此沒辦法保護他們的耳朵,而艾爾仕的客製化耳機就是希望解決這個問題。」湯先生說。人在活動時耳道形狀會有變形、扭曲的情形,而因為客製化耳機是用矽膠做的,因此它會隨著耳道變形的狀況去調整,讓使用者不會感到不舒服,聲音也不會漏進去。這些耳塞都是完全按照耳道的形狀去製作的,因此戴起來是很舒服的。

這個紅色跟藍色是游泳用的耳塞:有些人游泳的時候水會進入耳道中,有可能會造成耳內的感染,因此這款耳塞非常適合喜愛游泳的人,可以在游泳的同時保護耳朵。

二、客製耳機

除了給樂手、歌手的客製化耳機外,也有給一般消費者使用的,去確保聽到最好的音質。

艾爾仕也參加了許多展覽,像是2019樂器展,吸引許多民眾到場參觀。「做客製化耳機過程中的第一個步驟,就是取得使用者耳道的模型,這方面艾爾仕事有受過專業訓練的。」槍前方細長的管子會將AB膠混合起來,而當它們混合時,就會開始膨脹跟硬化,因此可將你耳朵的形狀一五一十的複製,整個過程大概只需要三分鐘,我們就可以取得耳朵的形狀。「目前台灣只有我們是用這種技術來取得耳模。」一般傳統的方法是用罐裝的AB膠,在手上將它混合,再將它放入針筒內,灌到使用者的耳朵中,這樣的過程比較久,也可能有衛生問題。

艾爾仕是如何把3D列印技術導入?為什麼會選擇Formlabs?

在取得耳道資訊後,要做耳塞,第一個就是要依照使用者耳朵的形狀做一個模具出來,接著再將矽膠灌入這個模具,去做耳塞。傳統製作這個東西都是手工做的,要把取得的矽膠耳膜,放到材料裡面去,在材料固化後,再將這個矽膠耳膜取出,便能製作成一個反向的模具,接著再把矽膠灌入這個模具中,再做各式各樣的加工,製成耳塞。

在七年前,英國的ACS採用了全3D的製作方式—在取得矽膠耳膜後,放到掃瞄器上面,先變成3D檔案,接著透過電腦,可以去做設計,可以去調整耳膜、耳塞、耳機,在形狀、位置等都一次完成之後,可以直接用3D列印印出一個模具,相較於以前的翻模,現在可以直接用3D列印機印出,印製出來後就可以直接客製產品,後續再加上一些外觀上的修飾,就完成了。這是我們用3D列印的第一個大原因。

 

第二個原因是要做產品的開發,像下圖的這兩款耳塞就是用Form 2開發的,它們的外觀類似,但內部結構不相同,一款是音樂耳塞、一款是工業耳塞,也用顏色去做一個區別。

右方工業耳塞用橘色的原因是要讓它更醒目—若使用者的工作環境是規定要戴耳塞的,這樣管理者一看就知道你有帶耳塞,有容易識別的效果。

上圖是艾爾仕透過Form2開發產品的迭代過程,左邊是第一個原始的設計、中間是約第3-4次的設計,最右邊的是好幾代之後,可以看到它們的尺寸跟設計都有相當大的改變—一開始我們有個大略的概念,在經過多次測試後與修正後,設計出我們最終的成品。「從一開始到最後的產品,我們來回大概修了30次。」湯先生說道。

在完成後,艾爾仕開始將它給許多不同的人試戴,再根據大家的意見來做修正,最終調整到成為一個從成年人到小學生都可以配戴的產品。這方面Form2是一個得力的助手,透過Form2,湯先生一次可以印出好幾套客製產品,時間上也比原本的CNC來得短,除了產能大幅提升外,也可以一次給更多人試戴,不需要同一套產品輪流給不同的人試戴,相較於先前的CNC節省了更多時間與花費,不僅讓產品開發的過程更加流暢、也有更多經費可以做產品的開發。

以下介紹一些耳塞型號與其適合的工作環境


此為艾爾仕的工業耳塞,艾爾仕的工業耳塞有四個不同的型號,這款是Pro20,它大概可以減低平均約20分貝的音量

台灣分貝的工作規定是一個倍數的概念,目前是規定85分貝的環境可以工作八小時,若增加三分貝變為88分貝時,能夠工作的時間就變為4小時,再大三分貝,就剩下兩小時,依此類推。像台灣捷運可能有時最高會有到105分貝,大約就只有15分鐘的安全時間,若長時間在這個環境下工作而沒有帶聽力防護的設備的話,就會對聽力造成損害,雖然在當下可能不會覺得疼痛,但這個損傷是逐漸累積下去的。

另外聲音還有低頻率跟高頻率的差別,像小孩子的尖叫聲最高就可以達到1.5k-2k左右,這個聲音基本上已經是非常的尖銳,但其實機械的聲音頻率是更高的,大概是4-8k左右。耳朵最敏感的頻率大概是3-4k左右,且高頻的敏感度比低頻要高,所以艾爾仕的耳塞在高頻的減弱上比低頻更多。此外,艾爾仕的耳塞還有另一個特色還有另一個很重要的特色:雖然聽力受到了保護,但不會聽不到聲音,在工作場合聽不到聲音是非常危險的,且如果都聽不到聲音,別人跟你說話時你需要把手邊所有事情都暫停,把耳塞拿下來,也會影響到工作效率。—在方便性、功能性與舒適度上都設計得非精心。

這款是Pro26,特色是低頻的衰減非常的多,左圖為發電機房,一般的高科技產業中會有這樣的設備,發電機的柴油引擎基本上是在80赫茲左右。「因此需要將低頻的聲音先做去除,才不讓人覺得像在夜店工作。」湯先生笑說。

  

這款是Pro27,它在低音的地方沒有像pro26衰減這麼多,但在高音的部分衰減的非常多。主要是適合在切削金屬、切削工業器材、賽車等環境下做使用。賽車的駕駛是絕對需要戴耳塞的,而在場邊等著協助換輪胎、換輪胎等工作人員也都是非常需要做聽力保護的。

這款是pro31,這款是艾爾仕目前最強的耳塞,適合在重工業使用,像是一些鍛造的場所,它的分貝衰減能力非常高,從一開始就是30分貝的衰減(音量差別1000倍),到高音部分的衰減則是可以達到40分貝(音量差別2000倍)。這款一開始是為英國空軍開發的,因為空軍有許多像是運輸機等飛機,他們的隔音效果並非像民航機這麼好,因此在機上的工作人員一定要戴耳塞。

Form 2的其他應用

在生產客製耳機時,會需要治具,也會做一些矽膠的模具,製作方式是先用3D去列印產品,再用矽膠把他們放出來做一個模具,接著再把矽膠灌進去,做出一些治具或夾具,這些東西在生產上面用途非常的大。「Form2可以幫助我們做很多東西,也直接用他做一些直接可以用的零件。像圖片中這款Formlabs Tough樹脂,它的韌性很好,可以用來做很多東西,因此我們用它來做治具,耐用度非常好。」湯先生說到。

"Serious About Sound"是艾爾仕的宗旨。艾爾仕有許多產品是在推廣工作環境的安全性,可以保護工作環境需要進出的工作人員的耳朵的安全,致力於提供大家更多客製化耳塞的選擇,不必遷就一般市售的耳塞;另外,讓消費者能聽到最佳品質音樂的客製化耳機,也是艾爾仕給客戶的承諾。『「聽」見未來的聲音』,一方面艾爾仕的數位製造帶動了未來的製造趨勢,另一方面,有了艾爾仕的客製化耳機耳塞,對耳朵作好最佳的保護,讓大家能夠聽見「未來」的聲音。

完整訪談內容:

 

立即諮詢