揚聲器箱體用料及吸音材料展望——音箱用料概述

1、音箱的特性

音箱的特性仍然是一個重要因素，以獲得平滑的頻響，可控的低音，正確立體聲場，高清晰度與高解析度。

2、實際用途

音箱的主要功能是隔離來自低音揚聲器後面的回波，避免兩個幅度相等相位相反的頻率相互抵消。木箱是音箱的傳統選擇。也試過其他的材料，但還沒有被普遍接受。音箱必須具有結實的結構來支承低音揚聲器，並且具有最小的板諧振。大多數箱子只是大尺寸的中密度纖維板（MDF），外包乙烯膜裝飾，開槽摺疊而成。在該材質上切割」V」型槽，且添加聚乙烯裝飾膜。

傳統的刨花板箱是已知的現成、廉價商品。但是木結構箱體有內在的缺陷，有銳邊的箱板邊緣會衍射出不想要的聲波，低音和高音揚聲器直接安裝在平面障板上意味著幾個聲學中心很難調準，甚至你的音箱看起來就像是在零售店裡的其他幾個型號的音箱一樣，這樣的外觀所給人的印象，就是顧客認為你的音箱設計沒花多少心思。

3、原木方案

多年來，大家一直在尋找原木音箱的替代品。它應該要同膠壓板一樣結實而輕，像刨花板一樣方便加工，有簡單的結構（例如，用模壓成型的材料消除組裝接縫，可以做成圓角，前障板可以做成特定的形狀以校正時差、形成波導與多變的外觀）。

出色的音箱設計結合了獨特的材料和外形，這需要膽量。但一旦成功，回報將是巨大的。Bose在1968年推出的五角柱的901。B&W的獨特的鸚鵡螺800系列是在上世紀90年代末的一個突破。而且，今天的B&O Beolab 5和B&W的齊柏林飛艇也屬創新的音箱造型。

目前的工業技術使設計者擁有更大的靈活性，以達到審美和技術目標。音箱應能抑制箱壁的共振，提供更高的聲音傳輸損耗（衡量外殼屏蔽好壞的一種方法，是否能阻擋聲音通過它傳遞）。由於在較高頻率範圍更容易控制共振，因此為了將共振點向高處移動需要硬度更高的材料。在不同的時期，Polk，JBL，和其他公司提供的旗艦產品，其箱體的複合板材箱板阻尼好，使用了兩層減少了厚度的木材或刨花板，中間是用一層阻尼膠粘合的。

另一個要考慮的是用圓角來減少銳邊的衍射。圓角是為了減少生產和運輸中的壓痕和返工。箱體前緣的響應不規則分布可導致高達4分貝的峰和谷。在日本，索尼和其他公司的高保真揚聲器系統，以及世界一流的Genelec錄音棚監聽箱，使用圓形的邊緣保持他們的精密驅動器的精確性。鋒利的邊緣會產生衍射，這意味著音箱的邊緣成為了第二個聲音來源。嚴重干擾了原始信號。弧形邊緣可通過直接模壓成型，也可以通過剛性材料進行倒角，或切削加工。

為了實現更精確的或「聚焦」的聲場優化設計，需要考慮揚聲器聲音中心的機械調校，特別是在分頻點附近特別有效。因為低音往往滯後於高音，模壓的號角/波導可以控制指向性，提高靈敏度，並提供聲中心的時差校準。

4、實驗性技術

在過去幾年裡，各種箱體技術的出現引起了揚聲器音箱的變革，但並不是全部都是有實際意義的。在20世紀90年代中期，Cubicon使用再生紙，做出了別緻外形的音管（也有地毯包裹的）。這些管子有方的、圓的、D形的（汽車音響）、梯形的（攜帶式迪斯科）等等。作為音箱材料，多層的紙/樹脂複合有很好的阻尼，圓弧邊將衍射效應最小化了。但是管狀外形一致性不夠，不能進行大量生產。儘管有些公司解決了生產技術，但是端蓋的安裝還是有問題。無論如何，儘管條形音箱系統（soundbar）可以在這個應用上獲得不少好處，但是你看不到用再生紙板管子做成的揚聲器音箱了。

有一個技術還未獲得承認，至少對揚聲器音箱而言，那就是Gridcore。一種薄而輕，堅硬的面板，由便宜的蜂巢木纖維板模壓，可以做成彎曲面板和薄壁結構。因為它足夠輕，方便運輸，這種材料最初是為門板內部填充而開發的，也作為軍用應急避難所和其他結構材料，如下圖1所示：Gridcore面板可幫助減少音箱重量。（圖片來自Gridcore Products）

Celestion在SL600中使用了更為成熟的蜂巢技術。在20世紀80年代中期，使用了一種剛性的蜂巢式合金，叫做Aerolam，而非原來揚聲器音箱中使用木質材料。蜂巢有其優點，但是安裝揚聲器問題、面板粘結問題和聲音穿透等問題不容易解決。

Nu-stone，是一種塊狀模塑料複合物（BMC）——由玻纖、滑石、雲母等壓縮而成——可以作為音箱材料。BMC一般是模壓成型的，因此成形時間需要10分鐘甚至更多。BMC有非常好的聲學性能，部分是因為材料的高密度性，可以模壓肋骨支撐，圓弧邊，甚至是障板的時差

調節。不幸的是，材料的厚度增加了單位成本。銳角會碎裂，長寬比大的細節部分（如內孔）生產效率很低。Polk，NHT以及其他都有成功的使用過這種材料。但是最近，對成本敏感的產品如插入式播放器(docking stations)，不能使這些高成本的產品免於廉價的ABS和其他注塑成型產品、薄的塑料箱產品的衝擊。Industrial Dielectrics，Nustone的研發者，仍然大量生產BMC，並將生產擴大到中國。Globe Plastic是BMC成型的音箱、號角及其它部件的供應商，它的產品在市場上已經很成熟了。BMC還成為戶外和高端產品的安身之處（如汽車車身部件、電器箱等等）。從這些應用來看，材料能完全滿足戶外揚聲器對高溫和各種天氣條件的要求。

圖2：顯示出了BMC材料的具體應用：

這些Nu-stone音箱的Polk RM6600揚聲器使用了BMC材料。

（圖片來自Polk Audio）

5、噴粉處理的木箱

噴粉處理的木箱已經過了十多年的發展和完善，直到十年前，粉末塗覆還僅為金屬部件提供一個牢固的，有吸引力的表面處理方案。現今，UV固化的粉末塗層或低溫固化粉末塗層在木質傢具中並不少見。在木質材料上使用此技術，可以做一個「秀車」或漆成一個揚聲器音箱。在木質部件上使用時，通常是對一個單件進行噴粉處理。整箱不適合直接進行噴粉處理。早期製程往往會把木頭烤焦，並且時間久了會有開裂，特別是在結合部位。

6、高品質層壓板音箱黃金時代的消逝

從20世紀50年代到60年代，高保真揚聲器音箱是手工製作的木材和木材膠合板。到了70年代，對主流消費類音頻產品消費者而言，傳統國內木工成本和極受歡迎的胡桃木膠合板的成本過高。乙烯基包裹刨花板為主的音響走上了專賣店的貨架。然而，在90年代後期，因為中國工廠木質音箱的品質提升，高檔木紋和黑漆揚聲器又出現了。但如今，大多數中國木工廠擴展到了其他業務（例如，5星級酒店傢具，高端產品零售店的陳列傢具），他們要麼已經找到了其他業務，要麼已經關門。推動這些公司遠離高檔音箱外殼製造的因素包括：全球高保真音響市場的萎縮。而且，多次處理過程差不多要花一個星期！

7、下一步的新材料

如果貨物的成本不是如此敏感的問題，那麼BMC音箱對於插入式播放器（docking stations），條形音箱系統（sound bars），及相關產品將會非常理想。雖然有些配方的BMC可以通過射出成型，但大部分海外工廠還沒有掌握這個特殊工藝。 ABS塑料樹脂佔主導地位，但他們聲學特性比較平庸。填充ABS需要噴漆，表面光潔度會是一個問題。檔次較高的樹脂，如聚醚醯亞胺（PEI ）是極其昂貴的，注塑溫度控制需要用到昂貴的特殊不鏽鋼模具。使用ABS塑料到木屑與塑料複合，是一次有趣的升級。木屑磨細上漿（表面塗層） ，並以30％左右比例混合各種塑料，一定程度上賦予材料某些木質的聲學特性。木屑與塑料的複合材料用注塑成型。雖然原材料成本與ABS大約相同的，但製程成本稍微增加了一點。該過程需要控制材料的濕度和注塑區域的濕度。雖然這在美國很普遍，但在中國濕度控制是較少見的。木屑複合的成型部件也需要底漆和表面噴漆。

8、現狀

中纖板箱子外部以乙烯基包裹或貼木質表面，繼續在家庭影院和立體聲高保真音箱佔主導地位。不幸的是，在過去幾年裡，這類產品已經縮水不少。作為優質揚聲器系統，在20世紀60年代是高保真音響為主，然後到了70年代和80年代立體聲成為主流。90年代，家庭影院成為主流。今天，我們看到的是塑料結構的條形音箱系統（sound bars），有時候則是有MDF（中纖板）箱板在裡面。也許大屏幕電視足以讓你分心不去注意音質。插入式播放器（Docking station）、入牆和天花板揚聲器通常是注塑成型的塑料外殼。總之，揚聲器音箱材料還有很大的可以改善的空間。

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