Alternatieve Materialen Voor Luidsprekerbehuizingen

[spido]

Graag zou ik jullie ervaringen vernemen met alternatieve materialen voor luidsprekerbehuizingen.

Als conventioneel materiaal beschouw ik houtvezelplaten, als dan niet gelakt of gefineerd, zoals spaanplaat en MDF. Deze materialen schieten m.i. voornamelijk tekort op het gebied van stijfheid.

Multiplex is veel stijver, en is vooral daardoor m.i. veel geschikter materiaal. Het wordt niet zelden voor professionele luidsprekerkasten gebruikt: mede omdat het tegen een stootje kan.

 

Voor echt beton en kunststofspecie-beton zijn mallen nodig, die alleen lonend zijn bij serie-productie.

Bovendien moet van beton worden gezegd dat de inwendige demping niet groot is: het vereist nogal wat bitumen om het rustig te krijgen. En bouwsels van beton zijn al gauw zwaar, ja zéér zwaar.

 

Ik heb zelf ervaring met speksteen, dat als materiaal voor luidsprekerkasten een aantal grote voordelen biedt: een enorme stijfheid, bij een gunstige inwendige demping.

Maar zulk materiaal heeft ook nadelen: het is kostbaar (en wordt ook nog eens steeds duurder!), vergeleken met houtplaat is het lastig te bewerken, en het is - net als beton - loodzwaar.

 

Daarom vraag ik mij af, of bijvoorbeeld cellenbeton (ook wel gasbeton genoemd) een geschikt materiaal zou zijn.

Het materiaal - bekend onder merknamen als Durox, Ytong en Porit) is heel stijf, heeft een heel grote inwendige trillingsdemping, is relatief licht en kost weinig.

Het belangrijkste nadeel lijkt de plaatdikte te zijn - minimaal 50 mm - waardoor de behuizingen wat groter zullen uitvallen bij hetzelfde inwendige volume.

Dat het materiaal relatief (in vergelijking met speksteen en beton, met name!) licht is, lijkt een nadeel te zijn. Maar daar zou men zich in kunnen vergissen: hoe minder massa, immers, hoe minder volharding in de eigen beweging (= hoe minder na-trilling).

 

Een ander alternatief zou gevormd kunnen worden door sandwich platen (staalplaat-PUR-staalplaat, bijv. SAB W 40.1150). Zulk materiaal is zeer stijf bij een relatief laag gewicht. Maar de afwerking van randen en hoeken (met alu-profielen?) zou wellicht een voor de huiskamer te zakelijk karakter krijgen.

 

Als jullie ervaringen hebben met zulke (of nog andere) materialen, hoor ik daar graag van!

[leobus]

Ja, ik heb ervaring met sandwich materiaal. Ik heb al eerder aangegeven hoe ik mijn kasten opgebouwd heb.

Volgens mij zijn mijn kasten knap dood.

Ik kan nog wel andere systemen bedenken, maar of dat werkt weet je niet van te voren. Dat experimenteren kan knap prijzig worden. Daar heb ik nu even geen zin in. Eventueel wil ik wel een keer komen bomen. Andersom mag ook, kun je gelijk horen hoe dood mijn kasten nu zijn.

 

Groet,

 

Leobus

[pjotr27]

Je zou ook het anders kunnen bekijken, waarom moet een kast 'dood' zijn.

Mijn luidsprekers zijn van heel dun klankhout ( net als een viool of gitaar) gemaakt en ik vind het een verademing om dit te horen t.o.v. conventioneel zware luidsprekers...

Dus waarom maak je niet iets van heel licht materiaal?

[Martijn-Synergy Acoustics]

Interessant idee, Spido! Ik denk dat gasbeton wel eens een heel geschikt materiaal zou kunnen zijn. Het is bovendien heel makkelijk te verwerken. Een nadeel lijkt me dat het niet zo sterk is. 

[r.a.v.o.n]

Je zou ook het anders kunnen bekijken, waarom moet een kast 'dood' zijn.

Mijn luidsprekers zijn van heel dun klankhout ( net als een viool of gitaar) gemaakt en ik vind het een verademing om dit te horen t.o.v. conventioneel zware luidsprekers...

Dus waarom maak je niet iets van heel licht materiaal?

 

Een kast die resoneert met frequenties in het middengebied en die ritmisch vervormt op de maat van de bastonen straalt geluid af wat niet in de opname zit en wat per definitie ongewenst is. Je wilt toch ook niet dat je vloer meetrilt en geluid afstraalt?

 

Het bouwen in licht materiaal spreekt mij daarentegen wel aan. Met de juiste composietmaterialen kun je fraaie, goedkope, stijve, sterke, lichte en goed gedempte constructies maken. 

 

Spido, ga eens met een bootbouwer praten die met sandwichconstructies werkt. 

[threshold]

De vraag is: hoe bepaal je wat hoorbaar is? Er zijn wat meetmethoden hier en daar beschreven die het 'kast'-deel van het conusdeel kunnen scheiden. De uitkomsten van dergelijke onderzoeken zijn niet altijd wat men ervan verwacht. Dat komt ook omdat er m.i. hardnekkige misverstanden bestaan.

Zo zie je menig audiofiel op beurzen nog steeds de kloptest doen. Of de 'voel'-test terwijl een luidspreker staat te spelen. Ook ik kan het nog niet laten. Het probleem is, dat je daarmee niet direct kunt beoordelen hoe hoorbaar het kastgeluid is. Paneelresonanties hoeven namelijk helemaal niet één op één te resulteren in hoorbaar geluid.

Wat we vooral willen weten is hoeveel geluid er dóór de kast heen gaat. Dat geluid bestaat voornamelijk uit de staande golven van de ingesloten ruimte, kijk maar naar de pieken in dergelijke metingen, die komen mooi overeen met de frequenties passende bij de afmetingen van de box.. Er zijn daarom mensen die zeggen, dat je de kast zo stijf mogelijk moet maken m.b.v. dwarsverbindingen en de lucht in de kast moet dempen met dempingsmateriaal zoals BAF of wol of twaron en dat niet alleen aan de wanden maar vooral ook luchtig in de kast zelf aanbrengen.

 

Spido noemde al het stijve multiplex. Berkenmultiplex wordt in de professionele industrie vooral toegepast omdat het licht en sterk is en niet kromtrekt als het vochtig wordt. Voor audiofielen is het ook nog eens een mooi materiaal omdat het relatief stijf is. In extreme vorm tref je het aan als zogenaamd Pantzerholz, dat helaas ook extreem duur is. 

[Jongensdroom]

Je zou ook het anders kunnen bekijken, waarom moet een kast 'dood' zijn.

Mijn luidsprekers zijn van heel dun klankhout ( net als een viool of gitaar) gemaakt en ik vind het een verademing om dit te horen t.o.v. conventioneel zware luidsprekers...

Dus waarom maak je niet iets van heel licht materiaal?

Ik vraag mij af, of een klankkast van een muziekinstrument hetzelfde werkt als een kast van een luidspreker.

Helaas heb ik niet genoeg technische kennis om deze vraag te beantwoorden.

[Sodejuu]

De kast van een luidspreker werkt absoluut anders dan de klankkast van een instrument. Ik ben ook geen voorstander van "waaiboomhouten" klankkasten die meetrillen. Die zijn alleen maar goed om 1 bepaald instrument goed weer te geven, De rest zal niet of uitermate gekleurd klinken.

 

Terug naar de eerste vraag. Als je licht wil en bovendien stijf, waarom dan geen glasvezel in combinatie met PUR gebruiken. Met glasvezel kun je zowat elke vorm maken die je wil. Het is erg stijf, zeer licht en goedkoop. Om de nodige demping te verkrijgen zou je een sandwichconstructie kunnen bedenken van glasvezel-PUR-glasvezel, eventueel nog aan de binnenzijde bekleed met bitumen..

Er zitten echter ook wat nadelen aan. De hars voor de glasvezelmatten is niet bepaald gezond te noemen. Zagen in het k.e.k. material is ook niet echt milieuvriendelijk en je hebt eigenlijk een oven nodig om het material te bakken zodat et goed uithardt. Werken met mallen is aan te raden. Voordeel van een mal is weer dat je tig dezelfde dingen kunt maken.

 

Ik heb er zelf al eens aan gedacht om een kleine tweeweg te bouwen op basis van verlijmde houtblokjes a la snijplank. Dus een aantal snijplanken kopen, die met elkaar verlijmen, vervolgens uithollen waar nodig en de units en het filter aanbrengen.

In principe kun je zoiets ook met ytong blokken doen. Ik denk dat het weghalen van het overtollige makkelijker werkt dan het op maat zagen en aan elkaar lijmen van standard blokken. Bovendien kun je dan ook je eigen kastdikte bepalen.

(zomaar een idee)

 

Het eerste wat ik nu echter op speakergebied zal gaan doen is een open baffle met een 15" breedbander erin (sowieso mijn eerste luidsprekerproject (handig omdat er geen filter aan te pas komt)). Om eerlijk te zijn ben ik een beetje huiverig om luidsprekers te bouwen. In volgorde van moeilijkheidsgraad staan luidsprekers bij mij met stip bovenaan (phonotrappen staan bij mij op nummer 2, dan  volgt een tijd niks en daarna de rest). Ik vraag me dan ook altijd af waarom dat de meesten met speakers beginnen als ze iets zelf gaan bouwen. Speakers zijn heel wat meer dan een aantal units in een kastje schroeven. Het zijn erg complexe dingen. Een versterker is een heel stuk eenvoudiger om te maken 

[Groovy]

Ik heb er geen verstand van,maar waarom niet van kunststof.

Daar zijn vele soorten van,bijvoorbeeld Lexan.

[Hans van Liempd]

Stijfheid krijg je door een sandwich te bouwen van twee platen stijf materiaal en daartussen een materiaal wat de afstand van die platen garandeert. Pur is m.i. te slap. Beter is een stijve aluminium honingraat. Zo ken ik een bedrijf wat gebogen spiegels voor het meten het hoogfrequent (radar) maakt. Deze spiegels zijn groot (ca. 3 x 4 m) en moeten zeer stijf zijn. Alle straling die er langs af gaat kan schade aanrichten. Deze worden gemaakt door twee platen aluminium (waarvan de spiegelkant gepolijst met een aluminium honingraat van ca. 30 mm hoog te verlijmen. Deze spiegels worden aan drie punten opgehangen en blijven dan binnen 0,2 mm in model.

 

Dit materiaal zou erg geschikt zijn voor het maken van luidsprekers. Het heeft alleen een paar problemen. 1. Het is veel te licht, waardoor het geen enkele isolatiewaarde heeft. Een plaat lood er tussen plakken zou al helpen. 2. Het is vrijwel niet netjes aan elkaar te bevestigen, dat wordt al gauw hoekprofielen lijmen.

Dit soort platen is overigens te koop en wordt o.a. voor het fabriceren van vliegtuigvloeren gebruikt. Maar ook voor de koffie-trolleys in vliegtuigen. Dit soort platen zijn overigens ook met een heel dunne natuursteen deklaag te krijgen.

 

Polyester zou ook kunnen. Een mal uit twee helften, smeren glasmatten weer smeren, honingraat er in (zonder naden) aan de binnenkant weer polyester en klaar. Je kunt er houten delen in (laten) lijmen om e.e.a. aan vast te schroeven en de twee delen aan elkaar te maken. Bij Van den Borne in Bladel zouden ze iets dergelijks kunnen maken. Daar worden b.v. ook die kleurrijke zwembad-attributen van polyester gemaakt. Zorg wél dat de kast wat massa krijgt. Anders werkt het nog niet.

 

Maar veel eenvoudiger kan natuurlijk ook. Maak houten (MDF) platen met aan de binnen- en buitenkant 2 mm aluminium dekmateriaal. Lijm dat netjes in elkaar en breng het naar de autospuiter om de naden strak te krijgen en de kasten te spuiten. Dat het aluminium aan de binnenkant niet precies sluit is geen probleem. Daar gewoon een hoekprofieltje overheen lijmen.

 

Ik heb ook wel eens gedacht een paar aluminiumkasten te laten lassen (3 mm plaat) en deze aan de binnenkant net zo lang met polyester behandelen dat de panelen niet meer trillen (20 mm dik ?).

 

Ik kén trouwens iemand die een paar betoniksen gebouwd heeft...     We zien hem hier trouwens nooit meer... jammer.

 

[Hans van Liempd]

Ik heb er geen verstand van,maar waarom niet van kunststof.

Daar zijn vele soorten van,bijvoorbeeld Lexan.

 

Dat is erg slap materiaal. Glas is dan beter, maar dat hebben een paar luidsprekerbouwers al ontdekt. Het stomme is, dat die transparant glas gebruiken, zodat inwendige demping geen gezicht is.

 

Een Trespa achtige plaat zou ook kunnen, dat is al weer een stuk stijver. Ik heb dat indertijd op  op de voor- en achterkant van mijn Pied pipers geplakt. Over de zijkanten heb ik staalplaten (in een U vorm gebogen) m.b.v. bisonmontagekit vastgelijmt (dempt goed). De kasten zijn er enorm veel zwaarder door geworden, maar ook veel klopvaster.

 

[Groovy]

Ja,van glas kan ook,maar dat is wel kwetsbaar materiaal en zwaar.

[Duck-Twacy]

Ik heb wel eens aan ferrocement gedacht

 

http://nl.wikipedia.org/wiki/Ferrocement

 

 

Vooral omdat je het in allelei vormen kunt maken (bv een zeilboot).

 

Verschil met de methode van Erik is overigens dat je het beton niet giet in een mal, maar plamuurt op meerdere lagen "kippengaas".

 

 

Overigens de Morel Fat Lady is van carbon fiber/glas fiber composiet ofzo http://www.morelhifi.com/home-audio/fat-lady/the-fat-lady-cabinet . Hij weegt "maar"44 kilo (maar is wel 127 cm hoog en er zitten 2 zware woofers in)

[VANZOMERENG]

XTX Master M2 a Pure high end 2- way speaker

 

http://www.intosurround.nl/eshop/index.php?option=com_virtuemart&page=shop.browse&category_id=256&Itemid=76

 

High density Cabinet in Polymeryzation of Epoxy & Polyurethane

M2 is constructed using non-resonant, high-density and very uniqe material whith 40% higher desity compare to MDF.

Cross braces is added to further reduce cabinet resonance. Main ingrediants of this unique material are Epoxy,

Polyurethane, Potassium carbonate and organic bubbles. This give M2 a extremely stable cabinet whith minimum of

resonances in the cabinet .

[kappa7]

Carbon fiber.

[robx]

of 3 lagen plaatmateriaal allemaal met verschillende persing, verlijmd tot een 35 mm dikke plaat. van onder naar boven iedere 15 cm 4x4 balkjes rondom, voorzien van een kruisverband (2x4) en iedere kwart die dan is ontstaan in twee driehoeken - een driehoek vervormt lastig - verdeeld door een diagonaal (2x4). soortgelijke constructie voor de onderkant. in zo een vorm: http://home.kpn.nl/r.nieuwenhuis/index.htm ('op bezoek bij' bovenste). 

 

zo blijven er slechts hele kleine niet ondersteunde oppervlakten over, en lijkt mij een materiaalresonantie behoorlijk opwaarts verlegd. 

 

 

groet

 

 

 

 

 

 

 

ps .... dat blijven mooie foto's Rene

[Jongensdroom]

Op internet stond eens een test van verschillende verlijmde houtsoorten op elkaar.

Misschien is die nog op te sporen!?

[robx]

op internet of in een tijdschrift ... even denken, staat me wel wat van bij.

 

 

groet

 

 

 

ps .... die ? http://www.hsi-luidsprekers.nl/Kastmaterialenonderzoek.htm

[Sodejuu]

PUR te slap? En hoe stijf is een surfboard? Krijg je het gebogen Hans? Ik niet. en dat is precies gemaakt zoals ik het heb beschreven, met PUR dus.

[r.a.v.o.n]

PUR te slap? En hoe stijf is een surfboard? Krijg je het gebogen Hans? Ik niet. en dat is precies gemaakt zoals ik het heb beschreven, met PUR dus.

 

Een surfboard haalt zijn stijfheid niet uit het schuim maar uit de huid en uit de dikte van het board. 

 

De betere seriematig geproduceerde moderne windsurfboards bestaan uit een zeer lichte persing polystyreen schuim met daar omheen een sandwichlaminaat. Dat laminaat kan uit verschillende materialen bestaan, naar gelang de toepassing en de gewenste levensduur van het surfboard.  

 

Veel golfsurfboards worden nog steeds handmatig vormgegeven uit voorgevormde blokken witte PUR waarin stringers zijn aangebracht voor de stijfheid en sterkte. Gebruik je geen stringers, dan moet je een zwaarder laminaat of sandwich gebruiken.

[Sodejuu]

Het is dus wel mogelijk om op die manier een luidsprekerkast te maken.

[spido]

Velen hinken bij het concept "sandwichplaat" op twee gedachten: dient de middenlaag voor stijfheid, of voor demping?

Als stijfheid het doel is, ligt het voor de hand een harde, stijve, drukvaste, dichte (en daardoor in verhouding zware) soort polystyreenschuim met heel kleine cellen te kiezen: XPS blauwplaat, zoals Roofmate, Floormate, Styrofoam. http://www.online-bouwmaterialen.nl/isolatiemateriaal/xps-blauwplaat.html

Wie kiest voor vergroting van de inwendige demping, opteert daarentegen voor zacht, licht purplaat met grote cellen, zoals vaak als verpakkingsmateriaal of als decoratieve plafondtegels wordt toegepast.

Van die inwendige demping mag men met purplaat echter niet veel verwachten. Een laag schuimrubber zou daartoe veel effectiever zijn.

 

Het lijkt me echter niet juist de panelen toe te staan energie aan het audiosignaal te onttrekken om "op eigen houtje" te gaan vibreren, om vervolgens die vibratie weer te dempen. Beter zou het zijn, m.i., om die vibratie zoveel mogelijk te voorkomen.

De kast zou een eindeloos stijf, onvervormbaar pomphuis moeten zijn.

Daarom lijkt het me beter om in de richting van harde skins met daartussen een harde vulling te denken.

De vraag dringt zich echter op, of eenvoudig cellenbeton niet nagenoeg dezelfde stijfheid (bij oppervlakbelasting) zou opleveren als zulke sandwichplaat.

 

Wat het al dan niet muzikale "klinken" van houten luidsprekerkasten betreft: daar heeft men eind jaren vijftig bij de ontwikkeling van de Leak Sandwich en de BBC monitoren (LS3/1 en opvolgers) veel onderzoek naar gedaan. Men koos voor vrij dunne (12 mm) houten (multiplex) wanden met aan de binnenzijden een even dikke laag in bitumen gedrenkt vilt. 

Het resultaat hiervan was geen onvervormbaar pomphuis - dat ideaal was niet te bereiken - maar "een bel... met een barst er in".

Lees hierover meer in http://www.harbeth.co.uk/usergroup/showthread.php?351-BBC-style-thin-wall-cabinets-Why-so-special 

 

Ook interessant is de recensie van de "Capriccio Continuo" luidsprekers, met sandwich basluidsprekermembranen en - voor dit topic interessant - behuizingen van kunststof ("high-density polymer"). Hierin wordt een aardig kort (maar natuurlijk onvolledig) overzichtje gegeven van meer dan een halve eeuw geworstel van vernuftelingen om luidsprekers te verbeteren.

http://www.6moons.com/audioreviews/capriccio/1.html

[Hans van Liempd]

PUR te slap? En hoe stijf is een surfboard? Krijg je het gebogen Hans? Ik niet. en dat is precies gemaakt zoals ik het heb beschreven, met PUR dus.

 

Klop eens op zo'n surfboard, wil je dat als luidsprekerbehuizing ??

 

Op het grote vlak gaat het wel, maar kleinere indrukkingen en resonanties van de huid gaan wel "meespelen".

Bovendien is het akoestisch zo lek als een mandje (vraag het anders eens aan Carl m.b.t. z'n dakplaten).

Het afstandsmateriaal in de sandwich zou om die reden dempend of zwaar moeten zijn. 

 

Voor een echt stijve sandwichconstructie heb je een dekmateriaal met een hoge elasticiteitsmodules nodig. Maar ook iets om die twee platen op de juiste afstand te houden. Een verend materiaal is daar minder voor geschikt. Tijdens belasting, wil de ene plaat namelijk naar de andere. Het hangt natuurlijk af van de belasting hoe ver het door veert. Maar neem van mij aan, dat alles veert (wet van Hooke), ook speksteen, graniet en staal.

 

[spido]

(...) Maar neem van mij aan, dat alles veert (wet van Hooke), ook speksteen, graniet en staal.

 

Maar natúúrlijk trilt alles!

De vraag is echter: hóe veert het betreffende spul?

Hoe èrg? Bij welke voorkeursfrequentie(s)?

En hoe lang blijft het nátrillen, als het in eigentrilling is gebracht?

[Hans van Liempd]

Velen hinken bij het concept "sanwichplaat" op twee gedachten: dient de middenlaag voor stijfheid, of voor demping?

Als stijfheid het doel is, ligt het voor de hand een harde, stijve, drukste, dichte (en daardoor in verhouding zware) soort polystyreenschuim te kiezen: XPS blauwplaat, zoals Roofmate, Floormate, Styrofoam. http://www.online-bouwmaterialen.nl/isolatiemateriaal/xps-blauwplaat.html

Wie kiest voor vergroting van de inwendige demping, opteert voor zacht, licht purplaat met grote cellen, zoals vaak als verpakkingsmateriaal of als decoratieve plafondtegels wordt toegepast.

Van die inwendige demping mag men met purplaat echter niet veel verwachten. Een laag schuimrubber zou daartoe veel effectiever zijn.

 

Het lijkt me echter niet juist de panelen toe te staan energie aan het audiosignaal te onttrekken om "op eigen houtje" te gaan vibreren, om vervolgens die vibratie weer te dempen. Beter zou het zijn, m.i., om die vibratie zoveel mogelijk te voorkomen.

De kast zou een eindeloos stijf, onvervormbaar pomphuis moeten zijn.

Daarom lijkt het me beter om in de richting van harde skins met daartussen een harde vulling te denken.

 

 

Bedenk, dat het zwaarste EPS  en PUR schuim maar 40 kg/m3 weegt. Dat betekent dat er bij een soortelijke massa van 1 (geschat) 96 volumeprocenten lucht of ander gas in zit.

 

PUR heeft nog een andere nare eigenschap. Wanneer je de druk iets te ver opvoert (max. 5 - 10 N/cm2), het materiaal net onder het oppervlak verbrijzeld waardoor er een horizontale deling in het materiaal ontstaat. EPS blijft veren. dat moet je veel verder indrukken voordat het niet meer terug komt.

 

Zachtboard zou een bruikbaar materiaal voor de afstandshouder zijn. Dat is redelijk indrukkingsvast en tegelijk dempend en nog redelijk gewichtig. Als dekmateriaal zou zacht aluminium heel geschikt zijn. Ook al vanwege de inwendige demping. Klokken en bellen worden om die reden nooit van zacht aluminium gemaakt. Om een extra stijve kast te maken moeten de hoekverbindingen ook goed uitgevoerd worden. In verstek zagen en daar een plaatje aluminium tussen lijmen is de stijfste verbinding.