Sau gần một thập kỷ chạy theo những chiêu trò tiếp thị và theo đuổi sự khác biệt nhỏ nhặt trong âm thanh, cuối cùng tôi đã lùi lại để nhìn nhận nỗi ám ảnh của mình với thiết bị âm thanh. Trong số những nhận thức mới mẻ đó, điều sâu sắc nhất là lượng rác thải tôi tạo ra khi mua tai nghe mới cứ vài tháng một lần. Tôi xin nói trước rằng tôi không phải là người dùng bất cẩn hay hoang phí, nhưng tai nghe buộc phải thay thế vì các bộ phận cấu trúc thường hỏng trong khi củ loa vẫn hoạt động tốt. Các sản phẩm dường như được thiết kế để thay thế hơn là sửa chữa.
Tôi đã trải qua tình trạng headband bị gãy, đệm tai bị bong tróc, và các mối nối cáp bị sờn hoặc đứt hẳn. Đến lúc này, tôi nghiêm túc xem xét việc in 3D vỏ tai nghe để ít nhất có thể tái sử dụng củ loa cũ hoặc tự in các bộ phận thay thế cho những linh kiện dường như dễ hỏng này. Một nhà thiết kế tài năng đã tạo ra một mẫu tai nghe có thể in được với các tệp thiết kế mã nguồn mở. Ý tưởng này có vẻ đầy hứa hẹn, và tôi đã viết một bài dài trên Android Police giải thích một cách tự hào rằng cặp tai nghe tôi tự chế tạo này có thể là cặp cuối cùng tôi cần.
Tuy nhiên, trong một năm kể từ khi tôi viết bài đó, tôi đã gặp phải mọi rủi ro khi sử dụng bản in 3D hàng ngày. Đúng vậy, các bộ phận đã hỏng, và may mắn thay, tôi có thể dễ dàng in lại các bộ phận thay thế cho chiếc tai nghe “Frankenstein” của mình. Đúng như dự đoán, củ loa – trái tim của sản phẩm này – vẫn chưa bỏ cuộc, nhưng tôi đã học được rất nhiều điều về việc in các sản phẩm như thế này, và những điều tôi ước mình đã biết trước khi bắt tay vào dự án này.
Các lời phê bình, nếu có, dưới đây liên quan đến các sản phẩm in 3D được sử dụng trong đời sống hàng ngày và không nhằm vào cá nhân hoặc những người đã thiết kế mẫu tai nghe Variable Openmod được sử dụng làm ví dụ trong bài viết này hay bất kỳ dự án mã nguồn mở nào khác.
7. Nhựa PLA Không Bền Với Ứng Suất Lặp Lại (Mỏi Vật Liệu)
Sai lệch so với khuyến nghị mang lại hậu quả
Tai nghe in 3D không phải là một khái niệm mới lạ, bạn có thể tìm thấy các bộ kit như cái tôi đã tự lắp với nhiều mức giá và biến thể khác nhau. Những nhà ủng hộ nổi bật khác của các thiết bị ngoại vi mã nguồn mở, chẳng hạn như Ploopy, cũng liệt kê các bộ kit tai nghe DIY của riêng họ, thậm chí còn có cả driver planar magnetic cao cấp. Nhà thiết kế của dự án Variable Openmod khuyến nghị in phần headband bằng nhựa ABS. Tuy nhiên, tôi đã quyết định bỏ qua khuyến nghị đó và gắn bó với sợi nhựa PLA. Loại này dễ in, tương đối rẻ và có đủ màu sắc. Đối với nhiều bộ phận khác của chiếc tai nghe, PLA hoàn toàn phù hợp.
Tuy nhiên, tôi nhanh chóng nhận ra những hạn chế của nó khi được dùng làm vật liệu headband. Bộ phận này phải chịu lực uốn cong liên tục mỗi khi tôi đeo tai nghe vào, tháo ra, hoặc điều chỉnh, gây ra ứng suất. PLA, tuy cứng, nhưng không phải là vua về khả năng chống mỏi vật liệu. Sau nhiều tuần sử dụng hàng ngày, tôi bắt đầu nhận thấy các vết nứt siêu nhỏ, và cuối cùng, một tiếng “tách” đáng sợ.
Vết nứt sâu xuất hiện trên headband tai nghe in 3D bằng nhựa PLA
Đây không phải là điều bạn thường lo lắng với tai nghe thông thường, vốn thường sử dụng các loại nhựa bền hơn như ABS, nylon, hoặc thép lò xo trong cấu trúc headband của chúng. Những vật liệu này được chọn đặc biệt vì khả năng chịu đựng hàng ngàn chu kỳ đảo chiều ứng suất từ lực uốn cong. Chiếc headband PLA đầu tiên của tôi, mặc dù cảm thấy chắc chắn, đã từ từ suy yếu do mỏi vật liệu. Đây là một hiện tượng mà ứng suất lặp đi lặp lại, ngay cả khi dưới giới hạn bền kéo của vật liệu, vẫn dẫn đến hỏng hóc. Trong trường hợp của tôi, nó là một lời nhắc nhở rõ ràng rằng các đặc tính cơ học của sợi nhựa bạn chọn là tối quan trọng đối với các bản in chức năng sẽ được sử dụng và tương tác vật lý thường xuyên.
Giải pháp mà tôi tìm thấy là tuân thủ khuyến nghị của nhà thiết kế về một vật liệu chống mỏi tốt hơn như PETG hoặc ABS (mặc dù loại sau đi kèm với những thách thức in ấn riêng) hoặc bằng cách thiết kế lại bộ phận PLA một cách chiến lược. Điều này có thể có nghĩa là một thiết kế headband dày hơn, tích hợp các góc bo tròn để giảm tập trung ứng suất tại các góc, hoặc in với phần trăm infill cao hơn và nhiều đường viền (perimeters) hơn để tăng cường độ bền. Một số thiết kế khéo léo kết hợp các yếu tố linh hoạt không in được, nhưng nếu bạn đang hướng tới một giải pháp chủ yếu là in ấn, thì lựa chọn vật liệu và thiết kế để tăng độ bền là những bài học tôi đã học được một cách khó khăn.
6. Cài Đặt In Ấn Ảnh Hưởng Lớn Đến Trải Nghiệm Sử Dụng
Điều chỉnh lực kẹp trong phần mềm cắt lớp
Các lỗi in như bọt khí và sợi nhựa trên lưới tản nhiệt tai nghe in 3D kiểu open-back
Ngoài vật liệu, hướng in và cài đặt in cho mỗi bộ phận không thể tùy tiện. Tôi đã mắc sai lầm khi in phần headband chỉ để giảm cấu trúc hỗ trợ, nhưng điều đó dẫn đến các đường lớp chạy vuông góc với trục uốn cong. Bạn sẽ nhận thấy rằng những thay đổi đơn giản trong hướng in, đặc biệt là đối với headband, có tác động sâu sắc đến công thái học và lực kẹp của sản phẩm cuối cùng. Quá chặt, tai nghe sẽ trở thành một thiết bị tra tấn thời trung cổ; quá lỏng, chúng sẽ trượt ra với một cái gật đầu nhẹ. Tôi không đánh giá cao mức độ mà phần trăm infill, độ dày tường, và thậm chí hướng in có thể thay đổi độ linh hoạt và đàn hồi của bộ phận cuối cùng, và điều đó đã tiêu tốn của tôi vài lần thử nghiệm.
Tai nghe thương mại trải qua quá trình R&D (nghiên cứu và phát triển) rộng rãi để đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa độ vừa vặn an toàn và sự thoải mái khi sử dụng lâu dài. Các nhà sản xuất sử dụng mô hình CAD và khoa học vật liệu để đạt được lực kẹp vừa phải cho kích thước đầu trung bình. Với tai nghe in 3D, bạn đang trở thành bộ phận R&D một người đó. Ví dụ, hướng dẫn lắp ráp của Variable Openmod mã nguồn mở có thể gợi ý các cài đặt cơ bản, nhưng sự khác biệt trong hiệu chuẩn máy in, các nhãn hiệu sợi nhựa cụ thể, và thậm chí nhiệt độ môi trường xung quanh đều có thể dẫn đến kết quả khác nhau. Đó là một mức độ tinh chỉnh thủ công rất khác so với việc chỉ cần chọn một cặp tai nghe Sony từ kệ hàng.
Thử nghiệm trở thành chìa khóa. Tôi đã học cách in các phần thử nghiệm của headband, thử các mẫu infill khác nhau (ví dụ, grid so với gyroid, có thể cung cấp các đặc tính uốn cong khác nhau) và phần trăm infill. Hướng lớp cũng đóng một vai trò quan trọng; việc in một headband phẳng trên mặt bàn in so với in nghiêng sẽ ảnh hưởng đến độ bám dính lớp và do đó là độ bền và linh hoạt dọc theo các trục khác nhau. Đây là một quy trình phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ cần nhấn nút “In”. Nó đòi hỏi sự quen thuộc sâu hơn với cách các cài đặt phần mềm cắt lớp của bạn chuyển đổi thành các đặc tính cơ học mong muốn trong thế giới thực cho một thứ bạn sẽ đeo vài giờ mỗi ngày.
5. Mọi Biến Số Kỹ Thuật Đều Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Âm Thanh
Ngay cả trên mẫu tai nghe open-back
Tai nghe in 3D kiểu open-back và cáp âm thanh đặt cạnh sổ trên thảm đỏ
Cái hố thỏ còn sâu hơn nữa khi bạn bắt đầu xem xét các đặc tính âm học. Nhà thiết kế của dự án mã nguồn mở đã trao cho bạn lựa chọn giữa earcup open-back và closed-back. Tôi đã chọn loại open-back vì tôi biết rằng in 3D sẽ không tạo ra các mối nối kín khí có thể giúp điều chỉnh âm thanh. Hơn nữa, PLA và các vật liệu không quen thuộc khác có thể làm biến đổi âm thanh theo những cách khó có thể chẩn đoán chính xác. Vẻ đẹp của tai nghe open-back là âm trường rộng, tự nhiên và tác động hạn chế của các vật liệu bạn chọn để chế tạo.
Tuy nhiên, vẫn còn một loạt các biến số thú vị mà bạn có thể kiểm soát. Vật liệu của earcup, độ dày của thành, mật độ in, thiết kế lưới ở bên ngoài earcup, và thậm chí cả loại và độ vừa vặn của earpad — tất cả những yếu tố này trở thành những đòn bẩy bạn có thể sử dụng để định hình âm thanh.
Trong thế giới tai nghe thương mại, những yếu tố này được thiết kế tỉ mỉ và thường tạo nên chất âm đặc trưng của một thương hiệu. Hãy nghĩ về sự khác biệt trong âm thanh của các mẫu open-back cao cấp từ Sennheiser, Beyerdynamic, hoặc Grado, mặc dù chúng chia sẻ cùng một nguyên tắc thiết kế cơ bản. Khi bạn tự in tai nghe của riêng mình, bạn đang bước vào vị trí của những kỹ sư âm thanh đó. Tôi cũng vậy, nhưng không có quyền tiếp cận tất cả các thiết bị kiểm tra của họ giúp định lượng và xác định nguồn gốc của sự sai lệch âm thanh không mong muốn. Mặc dù vậy, lựa chọn driver của tôi rõ ràng là yếu tố chính, nhưng phần vỏ tôi in cho chúng không hề tĩnh lặng về mặt âm học.
Tôi đã dành hàng giờ để in các thiết kế earcup và mẫu lưới khác nhau. Một lưới mở hơn có thể tăng cảm giác thoáng đãng nhưng có thể ảnh hưởng đến đáp tuyến âm trầm. Thành earcup dày hơn có thể giảm cộng hưởng không mong muốn. Ngay cả cách driver được gắn bên trong vỏ in cũng có thể có những tác động tinh tế nhưng đáng chú ý đến âm thanh. Mức độ tùy chỉnh này là một con dao hai lưỡi: nó vô cùng mạnh mẽ cho những người thích mày mò và tinh chỉnh, nhưng nó cũng có thể là con đường dẫn đến sự choáng ngợp nếu bạn không làm việc có phương pháp.
4. Việc Tháo Lắp Sửa Chữa Thường Xuyên Hơn Bạn Tưởng
Từ khóa: mỗi ngày, cho đến khi bạn hài lòng
Vết rách nhỏ trên đệm tai nghe màu hồng, do tháo lắp thường xuyên
Như tôi đã đề cập từ trước, khả năng sửa chữa là một trong những điểm hấp dẫn lớn nhất của các thiết bị điện tử DIY, như cặp tai nghe in 3D mô-đun mà tôi đã chế tạo. Không giống như các thiết kế dùng một lần được dán kín, một cặp tai nghe in 3D có thể được tháo rời và lắp lại dễ dàng. Điều tôi không lường trước được là tần suất tôi sẽ tận dụng tính năng này để điều chỉnh và sửa chữa lặp đi lặp lại.
Việc tháo rời chắc chắn tốt hơn là vứt bỏ hoặc gửi bảo hành tai nghe thông thường khi dây bị sờn hoặc bộ phận nhựa bị hỏng. Tuy nhiên, tôi nhận ra rằng ngoài việc điều chỉnh headband, bất kỳ sự tinh chỉnh nào bên trong vỏ driver đều yêu cầu tháo earpad trước tiên. Nếu bạn không cẩn thận, chúng có thể dễ dàng bị rách hoặc mất độ đàn hồi vì chúng không được thiết kế để tháo ra lắp vào thường xuyên. Với cặp tai nghe in của tôi, nếu một mối hàn trên đầu driver bị lỏng, hoặc nếu tôi quyết định một sợi dây quá dài và bị vướng, điều đó có nghĩa là phải tháo rời. Trong trường hợp này, tôi bắt đầu lo lắng về tuổi thọ của earpad, và quyết định để các sửa chữa và ý tưởng điều chỉnh tiềm năng chồng chất lên trước khi tôi tháo tai nghe ra.
Mối hàn bạc sáng bóng của driver tai nghe in 3D, nhìn qua lưới tản nhiệt
Bản chất mô-đun dựa vào ốc vít và chốt kim loại, trong trường hợp này, là một điều may mắn. Hướng dẫn lắp ráp của Variable Openmod mô tả cách các bộ phận khớp vào nhau, đơn giản hóa việc tiếp cận. Tuy nhiên, tôi đã học được rằng sự nhẹ nhàng có tác dụng rất lớn. Nó ít giống như việc sở hữu một sản phẩm hoàn chỉnh mà giống như một công trình đang được tiến hành liên tục.
3. Tính Di Động Gần Như Là Điều Viễn Vông
Sự dễ vỡ vốn có lại tấn công
Bộ tai nghe in 3D màu đen nổi bật trên nền đỏ đơn giản
Nếu bạn đang hình dung việc ném chiếc tai nghe in 3D tùy chỉnh của mình vào ba lô như một cặp Beats hoặc Bose QC, bạn có thể cần phải tiết chế những kỳ vọng đó. Mặc dù một số thiết kế in được có thể tích hợp cơ chế gập, nhưng nhiều dự án mã nguồn mở như của tôi vẫn giữ mọi thứ đơn giản với khung cứng. Điều tối đa bạn nhận được là earcup có thể xoay tự do, vì chúng ưu tiên khả năng in ấn và tính mô-đun hơn là tính di động và độ bền tuyệt đối. Kết quả thường là một cặp tai nghe chỉ phù hợp để sử dụng tại nhà, nhưng nếu bạn cảm thấy mạo hiểm, tôi khuyên bạn nên dùng một chiếc hộp cứng chuyên dụng có lớp lót mút xốp được cắt theo kích thước.
Hầu hết tai nghe thông thường thân thiện với việc di chuyển đều có bản lề chắc chắn và vật liệu được thiết kế để chịu được va đập. Những sáng tạo in 3D của tôi, được lắp ráp từ nhiều bộ phận nhỏ hơn, cảm thấy vốn dĩ dễ vỡ hơn. Ý nghĩ về việc chúng bị nghiền nát trong túi hoặc vô tình bị ngồi lên là một nguồn lo lắng liên tục. Ngay cả khi chúng không bị hỏng, các đường lớp và các bộ phận được nối không tạo ra sự tự tin tương tự như nhựa đúc nguyên khối.
Đây không phải là một lời chỉ trích đối với bản thân các thiết kế in được, mà thường là một sự đánh đổi. Các bản lề gập làm tăng độ phức tạp cơ học cho quá trình thiết kế và in ấn. Vì vậy, mặc dù tôi có một trải nghiệm nghe độc đáo, được tùy chỉnh tại bàn làm việc của mình, nhưng việc mang chúng đi bất cứ đâu thường có nghĩa là phải đóng gói cẩn thận trong một hộp cứng chuyên dụng, điều này không phải lúc nào cũng thực tế. Chúng trở thành tai nghe “đặc biệt” của tôi cho những buổi nghe nhạc chuyên biệt, trong khi một số tai nghe true-wireless tốt vẫn là bạn đồng hành hàng ngày của tôi khi đi du lịch.
2. Cần Xử Lý Cẩn Thận Để Đảm Bảo Độ Bền Lâu Dài
Đảm bảo tuổi thọ của tính mô-đun mà bạn yêu thích
Vít kim loại nối móc earcup với headband tai nghe in 3D, cho phép xoay linh hoạt
Điều này liên quan chặt chẽ đến điểm trước đó nhưng mở rộng ra chính hành động sử dụng và điều chỉnh tai nghe. Tính mô-đun là tuyệt vời — khả năng hoán đổi headband, earpad, driver, hoặc thậm chí chỉ các lưới vỏ ngoài là giấc mơ của người thích mày mò. Tuy nhiên, những điểm kết nối với các mảnh nhựa nhỏ thường là những liên kết yếu nhất, đặc biệt với các vật liệu thường được sử dụng trong in 3D cấp độ nghiệp dư.
Bạn và tôi có xu hướng xử lý tai nghe sản xuất hàng loạt với một mức độ tin cậy vô thức vào độ bền cấu trúc của chúng. Bạn có thể vô tư ném chúng lên bàn hoặc nhanh chóng điều chỉnh headband bằng một tay. Với cặp tai nghe in 3D của tôi, tôi đã phát triển một cách tiếp cận thận trọng hơn nhiều, gần như mang tính phẫu thuật. Điều chỉnh headband trở thành một công việc hai tay để tránh gây ứng suất cho từng khớp riêng lẻ. Thay thế earpad đòi hỏi phải cạy nhẹ nhàng thay vì giật mạnh. Mặc dù không phải là một điểm trừ, nhưng nó giống như xử lý thiết bị khoa học tinh vi so với một công cụ bền bỉ ngoài thực địa, và nó có thể không phù hợp với tất cả mọi người.
Cơ chế điều chỉnh độ chặt của headband tai nghe in 3D bằng vật liệu TPU
Học cách tôn trọng các giới hạn vật liệu và bản chất của các bộ phận được in theo lớp đã trở nên rất quan trọng. Không phải chúng dễ vỡ một cách bất khả thi, nhưng chúng không có cùng khả năng chịu đựng việc xử lý thô bạo như thứ được ép phun từ polymer có độ bền cao. Điều này đặc biệt đúng với các bộ phận nhỏ hơn. Nhìn chung, sự kiên nhẫn và sự cảm thông về mặt cơ học là những đức tính cần có khi sử dụng các bản in 3D chức năng.
1. Các Dự Án Mã Nguồn Mở Không Phải Lúc Nào Cũng Hoàn Hảo
Hãy chủ động tùy biến để phù hợp với nhu cầu của bạn
Ba đầu của cáp âm thanh chất lượng cao đặt trên thảm đỏ
Dự án Variable Openmod mã nguồn mở là một tài nguyên phi thường, cung cấp một điểm khởi đầu đáng kinh ngạc cho các dự án phức tạp như tai nghe. Nó đưa ra các kế hoạch được tài liệu hóa tốt có thể giúp bạn tiến rất xa. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải có tư duy rằng đây thường là các dự án đang phát triển hoặc các khung sườn, không phải lúc nào cũng là các giải pháp “chìa khóa trao tay” được tối ưu hoàn hảo cho mọi người dùng, mọi máy in và mọi linh kiện có sẵn. Bạn sẽ cần phải đón nhận quá trình này thay vì chỉ là một người lắp ráp thụ động.
Tôi đã gặp phải những tình huống mà các bộ phận không khớp dễ dàng như mong đợi, có lẽ do các sợi nhựa hoặc các chấm li ti dư thừa trong sợi filament của tôi. Những người có sở thích DIY như chúng ta vốn dĩ quen thuộc với việc một lựa chọn thiết kế phù hợp với người này có thể không lý tưởng cho thiết lập của mình. Đây là lúc văn hóa “remix” của in 3D thực sự tỏa sáng, nhưng nó cũng có nghĩa là bạn có thể cần phải khởi động một số phần mềm CAD và đầu tư thời gian để đạt được kết quả mong muốn.
Không giống như việc mua một sản phẩm thương mại mà các lỗi là trách nhiệm của nhà sản xuất, ở đây bạn thường là nhà sản xuất, bộ phận kiểm soát chất lượng và bộ phận R&D gộp lại thành một. Điều này có thể có nghĩa là phải tinh chỉnh một mô hình trong Tinkercad hoặc Fusion 360 để phóng to một lỗ, thêm một kẹp cáp, hoặc tăng cường một điểm yếu. Đây là một phần vô cùng bổ ích của quá trình nếu bạn thích giải quyết vấn đề, nhưng nó có thể là một trở ngại nếu bạn mong đợi một trải nghiệm lắp ráp hoàn hảo, giống như LEGO ngay từ khi in xong. Nó thực sự khiến bạn đánh giá cao mức độ tinh chỉnh đã được đầu tư vào ngay cả một cặp tai nghe thương mại giá bình dân.
Tai nghe in 3D không dành cho người yếu tim
Tai nghe in 3D kiểu open-back đặt trên tảng đá, một bên earcup lộ rõ
Cuối cùng, việc dấn thân vào thế giới tai nghe in 3D là một nỗ lực tuyệt vời nếu bạn cảm thấy thất vọng bởi tính dễ tiêu thụ và không thể sửa chữa của các thiết bị âm thanh sản xuất hàng loạt. Khả năng in các bộ phận thay thế, tinh chỉnh thiết kế và hiểu chính xác cách tai nghe của bạn hoạt động là vô cùng thỏa mãn. Tuy nhiên, nó không phải là một giải pháp thần kỳ loại bỏ mọi vấn đề với thiết bị thị trường đại chúng. Thay vào đó, đi theo con đường này mang lại cho bạn nhiều quyền kiểm soát hơn trong tình hình. Thay vì một cặp tai nghe hỏng trở thành rác thải điện tử, một bộ phận in bị lỗi trở thành cơ hội để lặp lại, cải thiện và học hỏi, thường với chi phí vài đô la sợi nhựa và một ít thời gian của bạn. Tôi vẫn tin rằng việc in 3D tai nghe ít lãng phí hơn về lâu dài, vì tất cả các cải tiến lặp đi lặp lại của bạn đều trở thành phụ tùng thay thế, nhưng đó không phải là một quá trình mà tôi mong đợi một người mới bắt đầu sẽ thích thú.
Bạn có muốn thử sức với một dự án in 3D công nghệ không? Hãy khám phá thêm các bài viết liên quan của chúng tôi để bắt đầu!
