Selektives Lasersintern: Klang aus dem 3D-Drucker

Fast jedes Hifi-Gerät wird heute damit beworben, dass es eine Klangqualität wie bei einer Live-Ausführung liefert. Doch viele Produkte werden in klassischer Weise wie die meisten Lautsprecherboxen hergestellt. Anders der „Hylixa“ von Node Audio. Die einzigartige Gehäusestruktur entsteht im 3D-Druck durch selektives Lasersintern (SLS). David Evans, Industriedesigner und Co-Gründer von Node, erklärt dazu, dass die Entwicklung des Lautsprechers von den Möglichkeiten inspiriert ist, die die additive Fertigung bietet.

Selektives Lasersintern: Frischer Wind für hochwertige Produkte

David Evans und seine Co-Gründerin Ashley May entschieden sich für die HiFi-Branche, weil sie eine Chance sahen, etwas völlig Neues zu entwickeln. Da sie Zugang zu einem SLS-3D-Drucker von 3D Systems hatten, überlegten sie gemeinsam, wie sie die Vorteile der additiven Fertigung für die Entwicklung eines hochwertigen, leistungsfähigen Produktes nutzen könnten.

„Für uns als Designer war es wie ein Neuanfang“, kommentiert Evans. „Wir wussten, wie man Dinge so entwirft, dass sie auf eine bestimmte Art und Weise hergestellt werden können. In diesem Fall konnten wir viele der Restriktionen über Bord werfen und unseren Erfindergeist voll ausschöpfen.“

Das hängt insbesondere damit zusammen, dass SLS eine addi­tive Fertigungstechnologie ist, bei der pulverförmige Materialien in einer selbsttragenden Bauweise miteinander verschmolzen werden. Durch die schichtweise Herstellung ist es möglich, weitaus komplexere und organischere Bauteile zu fertigen, als dies mit herkömmlichen Herstellungsmethoden möglich ist.

Schritt-für-Schritt zum idealen Klang

Nachdem Evans und May eine Idee zum Design hatten, wandten sie sich mit der technischen Entwicklung des Lautsprechers an einen Akustikingenieur. Gemeinsame Vision war, einen Lautsprecher zu entwickeln, der eine mit einer Live-Erfahrung vergleichbare Audioqualität erzeugt und dazu eine Skulptur-artige Ästhetik bietet.

Der Entwicklungsprozess begann mit 3D-Entwürfen, die dann durch eine spezialisierte 3D-Audiosimulationssoftware liefen, um die nächste Iteration ableiten zu können. Nachdem mit den Simulationsergebnissen ein verbesserter Klang abgesichert werden konnte, erstellten sie Prototypen, die sie dann weiter verfeinerten, bis schließlich das Produkt fertig war: der Hylixa.

Der Lautsprecher kommt in einem konischen Gehäuse mit einer zum Patent angemeldeten spiralförmigen Übertragungsleitung, die im Gehäuseinneren eine Länge von 1,6 Metern erreicht. Ein speziell darauf abgestimmter Tieftöner gibt die Bassfrequenzen durch eine kreisförmige Öffnung um den Mittel- und den Hochtöner ab. Da das abgerundete Gehäuse aus einem Stück konstruiert und gefertigt wird, gibt es keine Kanten, die durch Beugung der Schallwellen eine Störung der klanglichen Abbildung hervorrufen könnten. Dies führt zu einer gleichmäßigen Schallabstrahlung und einem verbesserten Hörerlebnis.

Eine Rezension auf der Webseite „The Ear“, das HiFi-Geräte bewertet beschreibt es folgendermaßen: „Je komplexer die Musik wird, desto besser klingt dieser Lautsprecher, was das Gegenteil dessen ist, was man mit den meisten Lautsprechern erreicht“.

Selektives Lasersintern: Die Produktion

Die Produktion erfolgt wie die Erstellung der Prototypen auf einem sPro-60-SLS-Drucker von 3D Systems. Die Größe der einzelnen Lautsprecher, die im Zweier-Set verkauft werden, liegt jeweils innerhalb des Bauvolumens des Druckers von 381 x 330 x 460 Millimetern. Die Funktionsintegration hält den Aufwand pro Druckbauteil innerhalb der angepeilten Grenzen.

Die Gehäusekomponenten und die Frontschallwand des Hylixa bestehen aus ­DuraForm-GF-Material, einem glasfaserverstärkten Kunststoff, der so bereits eine hervorragende Oberflächengüte bietet und zusätzlich maschinell bearbeitet sowie lackiert werden kann.

„Durch die Prototypenerstellung haben wir gelernt, dass dieses Material akustisch sehr gut funktioniert“, kommentiert Evans. „Der Werkstoff fühlt sich fast wie Keramik an, was uns sowohl bei der Konstruktion als auch klanglich sehr geholfen hat. Als Designer konnten wir SLS so nutzen, dass Ästhetik und Klang stimmt.“

Nutzerakzeptanz und zukünftige Produkte

Nach Markteinführung des Hylixa 2019 verschickte Node mehrere Lautsprecherpaare an Experten der HiFi-Branche, damit sie ihr unvoreingenommenes Urteil abgeben konnten. Neben Bewertungen wie „radikal“, „ungewöhnlich“ und „verführerisch“ lobte die Publikation „Hi-Fi+“ die Lautsprecher für ihren „schier unglaublichen ,Out of the box‘-Sound“ mit „einem außergewöhnlichen Dynamikumfang“.

„Ehrlich gesagt war das Feedback noch besser, als wir zunächst gehofft hatten“, sagte Evans. Nachdem sich Node nun innerhalb der Branche Glaubwürdigkeit erworben hat, hat das Unternehmen noch mehr in der Hinterhand und möchte wachsen. Laut Evans sei das, was kommen soll, im Moment noch geheim. Bei einem wollen sich die Gründer treu bleiben: Der 3D-Druck soll integraler Bestandteil der Strategie des Unternehmens bleiben, um sich von der Konkurrenz abzugrenzen.

Der Autor Scott Anderson ist Segmentleiter Manufacturing & Prototyping bei 3D Systems.

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