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音箱中的“箱”——论箱体材料的重要性

音箱之所以叫音箱,是因为除了要有能通过能发声的扬声器单元之外,还得要靠一个“箱子”来组成。尽管现在音响扬声器的形式和玩法多种多样,但历史上音响的扬声器系统便是通过一个“箱子”组建而成,而且也是至今超过九成的存在形式,更是我们日常最为常见的结构。可见“箱子”对于音箱而言的必要存在。但在箱体材料的发展历程得知,一只合格的音箱箱体,并不是随便什么材料都能担当的。今天小灵继续和大家侃侃音箱的另一个必要存在因素——箱体的材料。(只怪最近小灵自己也沉迷在音箱的自学研究中了~~

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大部分音箱的箱体由六块板材组成立方体形状,这些板材又叫“障板”,其中的材料也有讲究,也就是今天的主题,不然你找几块纸板泡沫板来拼成“音箱”是要闹哪样呢?那么什么材料是适合做音箱呢?在讨论材料之前,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, 例如:

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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,这些声波叠加在一起就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。


那么到底什么材料适合做音箱?应该具备如下几个特点:


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;

……

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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

木质板材并不是特指实木,历史告诉我们未经加工或者低成本加工的实木并并不适合用来做音箱,因为未经加工实木容易变形开裂。除非实木经过更复杂的防变形处理,但这样成本就会变很高,一般工业化生产很少会采用。除非您是不计成本特别订造咯!

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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]

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用于音箱箱体的各种中密度木质板材


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

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便宜音箱采用的刨花板


刨花板,“某些”厂商会用于箱体制造,这种板材只能勉强算是木质板材,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,刨花板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。

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用于音箱箱体制造的各种厚度的中密度木质板材


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。

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,个别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

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用于音箱箱体制造的塑料颗粒


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。

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被辣手的塑料音箱——拧断的螺丝


国外的音响企业在这方面的研究较早,材料设计方面经验更为丰富。曾经小灵因为好奇,在拆解家(gou)里(wo)的一对进口桌面微型塑料音箱的过程中就发生了一个小意外。音箱的螺丝全部都是带着胶水拧进去的,拆的时候只能使蛮力,其中有一颗螺怎么都不动,然后一狠心发力,结果把这颗目测8.8硬度的螺丝给拧断了……断了……了……螺丝的直径有3mm,当时心里想的就是箱体的螺丝孔位给崩裂了,意外的是拆开后,发现箱体安然无恙。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,这套箱子在10年前可是要过千元的“奢侈品”啊~~


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一体化音响系统-内置的音箱模块

在一体化音箱领域率也已经开始采用了混合型塑料材料,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,这个小灵觉得在汽车音响领域会有大作为。



金属材料及其它

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著名的金属微型音箱


在有源音箱里,也有使用金属箱体的。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。使用金属材料作为箱体的并不多,这里就不细述了。


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网友自制的水泥箱体

民间烧友倒是更有创意,使用金属框架的水泥打造箱体,只为了更稳更结实,名曰“杜绝箱震”!不过小灵想调侃一下:这个音箱要找蓝翔的学弟帮忙么?


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园林音箱

在当今现代的建筑界,特别是园林工程里,为了实现更好的景物搭配、协调,开始采用了一些石头造型的音箱,这些“无规则”的箱体多采用玻璃纤维板和其他混合材料打造箱体。


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