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斯特拉斯克莱德大学3D打印开发新型微型声学系统

发布时间：2022-03-09 17:57:19

据悉，斯特拉斯克莱德大学正在进行的一个新项目已获得近 500,000 英镑，用于通过增材制造开发小型声学系统。该大学与格拉斯哥大学合作实施的 RESINators - 微型声学谐振器系统项目正在探索通过3D打印而不是依赖电子系统来创建由超材料形成的声学谐振器的方法。

“我们的目标是最终开发用于个人音频的尖端系统，这可能构成声学系统音频科学，用于可穿戴消费项目的下一代技术，”来自斯特拉斯克莱德大学电子电气工程的项目负责人 Joe Jackson 博士说。

△代尔夫特理工大学团队中的一员拿着他们的3D打印原型面板之一

过去，增材制造已被用于开发物体的声音增强和防伪特性。去年，Fraunhofer UMICSHT 和 Fraunhofer IBP 3D 打印了基于真菌的隔音设备，可用于制造新的可持续声学原型系列，其性能优于传统产品。

在其他地方，3D 打印已被用于制造无定形，以改善吉他的声学效果，并实现复杂的水下声纳应用。关于增材制造在隔音方面的应用，代尔夫特理工大学和materialise此前曾合作开发 3D 打印吸音吸音板，可以改善音乐厅和运动场内的声学效果。

声学系统小型化

这个为期三年的项目由英国研究与创新的工程与物理科学研究委员会部门资助，将专注于创造具有卓越声学性能的超材料，这些超材料可以形成具有微尺度特征的新声学系统。该项目的关键是通过使用3D打印操纵声音以创建声音优化的超材料，从简单、易于构建的系统（而不是依赖电子设备）实现声学功能。过去，由于与语音和可听噪声相关的声音波长较长，小型化声学系统（如可穿戴个人音频和医疗设备（如听力））已被证明具有挑战性且成本高昂。

“对外部助听器和人工耳蜗的声音检测部分的大部分研究 - 一种电刺激耳蜗神经进行听觉的电子设备 - 与电子设备有关，例如信号分析和数字信号处理，”杰克逊说. “但这很昂贵并且需要电池寿命，而且设备越先进，它们就越不切实际，例如，用户每隔几个小时就需要为助听器充电。”RESINators 项目试图通过研究声音如何与由超材料形成的声学谐振器一起工作来解决这一挑战，超材料是一类材料，其声学特性来自其构建方式，而不是其构建方式。

该项目中利用的超材料可以以这样的方式构建，以产生传统材料无法获得的声学特性，并且可以提供极其有效的噪声抑制。研究人员正在利用 3D 打印来构建这些具有微尺度特征的复杂几何物体，这些特征可以构成助听器等设备的基础。“将可以在很小的范围内佩戴但仍可在音频下工作的东西小型化是一项挑战，因此我们正在寻求开发具有微型特征的新声学系统，”杰克逊继续说道。
“他们将在音频频率下运行，共同推动3D打印和声学系统设计的进步，以创造出具有卓越声学性能的材料，同时仍然是轻量级和小规模的。”格拉斯哥大学的 Andrew Feeney 博士正在为 RESINator 项目提供先进的材料专业知识。

“我们材料科学和制造能力的进步为声学设备带来了新的机遇，”他说。“我们现在能够以比以往更小的规模进行制造，但更重要的是，我们还可以使用我们先进的表征设施检测这些谐振器的运动，其中包括激光等非接触式仪器。“我很高兴成为这个项目的一部分，我们在先进材料和设备的开发和表征方面的长期经验与 DR.杰克逊的研究。”

来源: 中国先进制造技术论坛

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