3Dプリント技術を使用して高級音響実験室用マイクを製造、コストはわずか200元

3Dプリント技術を使用して高級音響実験室用マイクを製造、コストはわずか200元
この投稿は Bingdunxiong によって 2022-6-21 10:45 に最後に編集されました

2022年6月21日、Antarctic Bearは、音響エンジニアのPeter Riccardi氏が3Dプリント技術を使用して、200元未満でプロ仕様の実験室グレードのマイクを設計・製造したことを知りました。

高性能なラボグレードのマイクは、作業中に正確な物理信号をキャプチャする必要がある音響学者や音響エンジニアにとって不可欠なツールです。しかし、このような機器は一般的に高価なため、一般の人々が入手するのは困難です。たとえば、PCB Piezotronics などの有名メーカーは、約 1,000 ドル (6,655 人民元) でコンデンサー マイクを提供しています。

△3Dプリントマイクの総コストは200元未満
「ブランド品のマイクは最高品質ですが、アマチュアや愛好家には他の選択肢があるはずです」とリカルディ氏は説明する。「現在、3D プリント技術を使用すれば、わずかなコストで同等のパフォーマンスを得ることができます。」

このデバイスは、3D プリントされた筐体と 4 つの内部 MEMS マイクを備えており、プロ仕様のデバイスの完璧な代替品となるように設計されています。このマイクはわずか 30 ドルという価格にもかかわらず、20Hz から 20kHz のオーディオ帯域にわたって同様のノイズ フロア、周波数応答、平坦性、感度を備えています。

マイクの設計と 3D プリント<br /> 基本的なプロトタイピング プロセスに関しては、エンジニアは電子機器を 2 つのボードに分離しました。1 つ目は MEMS キャリア ボードです。 4 つの MEMS マイクは、必要なすべての電源および信号接続用の小さなスルーホール パッドの配列を含む円形の PCB に取り付けられています。 2 番目のボードは、MEMS 出力のすべての入力と信号調整を収容するメイン ボードです。

次に、回路基板を機械アセンブリに固定する必要がありますが、ここで 3D プリントが役立ちます。 Riccardi 氏は 3D ソフトウェアでシンプルな円筒形のハウジングを設計し、PLA を使用して 2 つの部品に分けてコンポーネントを 3D プリントしました。その形状とサイズは、直径わずか 0.5 インチの有名ブランドのマイクを模倣するように設計されています。

同氏はさらに次のように付け加えた。「機械アセンブリ全体が湾曲しているため、非常に強度が高く、シェルが損傷したり割れたりする心配なく、投げ回すことができます。ただし、MEMS 基板の開口部は、層間接着が不十分で応力集中の欠陥があるため、将来的に修正される予定です。ただし、現時点では問題はありません。」

△3DプリントされたPLAシェルは2つの部分に分かれています
市販のマイクよりも性能は優れていますか?
4 つの MEMS マイクを同時に使用するという決定は、意図的なものでした。電圧降下のある電気システムでは必然的に電気ノイズが発生し、信号が破損して読み取りが困難になる可能性があります。このノイズはランダムですが、平均化することでその影響を軽減することができます。

4 つの MEMS 要素 (ノイズ源) を小さな抵抗器で並列に接続することで、マイク出力のノイズ フロアを低減し、信号対雑音比を簡単に改善できます。一般的なコンデンサー マイクは、優れた信号対雑音比と約 50mV/Pa の感度を備えています。

△半無響室でテスト中の 3D プリント マイク 3D プリント マイクの性能をテストするために、Riccardi 氏は半無響室 (非常に静かな部屋) でテストを完了しました。彼は、NI 4431 データ集録システムを使用して、デバイスの周波数応答とノイズの測定値を PCB Piezotronics 378B20 自由音場コンデンサー マイクと比較しました。

結果は予想外のものでした。 Riccardi の低価格のマイクロフォンは、オーディオ帯域で十分にフラットな周波数応答を持ち、その感度は PCB の下でも実用的な測定に十分なほど高いことが証明されています。しかし、200Hz 未満では、3D プリントされたマイクは他の同様の製品よりもわずかに優れたパフォーマンスを発揮しました。

「将来的には、このマイクの特性を明らかにするために、より厳密な実験が必要になるだろうが、初期の結果は非常に有望であり、価格も断るにはあまりにも良すぎる」と彼は語った。

3D プリント マイクの詳細情報とダウンロード可能なファイルは、Riccardi の Hackaday ページで見つかります。 (詳細はこちらをクリック)

消費者向け 3D プリント技術の台頭により、世界中のクリエイティブな人々や愛好家は、比較的低コストで新しい反復的な製品を開発できるようになりました。今年初め、アマチュア玩具メーカーのRiskable社が、PCキーボード用の革新的なキースイッチ機構を開発しました。完全にオープンソースなので、一般的な FFF 3D プリンターを使用して自宅で製造できます。



マイク、音響、新しいデザイン、代替品

<<:  3D プリントは原子力産業に役立ちます!

>>:  よりスマートな3Dプリントでより良い部品をより早く作れる

推薦する

オーストラリア政府、3Dプリント仮想センターに200万ドルの資金提供

2018年9月5日、アンタークティックベアは、オーストラリア政府が3DプリントディーラーのObje...

新しい方法: 2D 平面を自動的に 3D 構造に変換できます

南極ベア、2017 年 6 月 29 日 / オーストリア工科大学 (IST) は最近、地元のコンピ...

「熱膨張と収縮」の原理を覆し、3Dプリントは負の熱膨張メタマテリアルを生成する

2018年2月25日、アンタークティックベアは、2016年にトップ物理学ジャーナル「PHYSICA...

ビジュアルフィードバック制御エポキシジェッティング(VCJ)3Dプリンター!インクビットの新技術

はじめに:2019年のコロナウイルスのパンデミックは、製造業における3Dプリントの需要の急増を完全に...

産業グレードのFDM 3Dプリンターを選択する際に注意すべき重要なパラメータ

はじめに: 近年、積層造形技術の利点が明らかになり、それが製造業の未来となることから、今日ではますま...

フィラテックが主導する「統合レーザー積層造形プリントヘッドの研究と産業化」プロジェクトが科学技術省によって承認されました。

2023年1月9日、南極熊は科学技術部の「第14次5カ年計画」国家重点研究開発計画の重点特別プロジ...

Chuangxiang 3Dがビーム調整機能を備えた新型FALCON2 40Wレーザー彫刻機を発売

この投稿は warrior bear によって 2023-5-30 21:23 に最後に編集されまし...

TCT展示会で江蘇永年は「金属3Dプリントフルバンケット」を発表した。

毎年恒例のアジア 3D プリントの祭典「TCT Additive Manufacturing Exh...

Atelier des Refuses と Stratasys は、廃棄された布地に 3D プリントされたクッションで新たな芸術的価値を与えます

2023年4月15日、Antarctic Bearは、ユニークで高品質の装飾枕で知られるAteli...

2022年全国「創祥杯」付加製造(3Dプリント)設備オペレーター競技決勝戦が完璧に終了

2022年全国産業職業技能競技会-第3回全国情報産業新技術職業技能競技会-「創祥杯」付加製造(3D...

3Dプリント可能な吸音モジュールは騒音問題の解消に役立ちます

アンタークティック・ベアは2017年1月9日、住宅やオフィスなどの密閉空間での騒音問題解消のため、メ...

科学者たちは、3Dバイオプリンティングが癌治療をより効果的にできることを証明している

はじめに:がんは世界における主な死亡原因の一つです。世界保健機関(WHO)によると、2020年だけで...

gCreate: 新しい密閉型自己組織化熱溶解積層法 (FFF) プリンター gMax 2 PRO を発売

2022年5月6日、Antarctic Bearは、ブルックリンを拠点とする3Dプリンターメーカー...