Graphene in loudspeaker membranes

Syfte och mål

Ett idealiskt högtalarmembran skulle vara styvt och kapabelt att effektivt avleda högtalarens överskridande värme. För närvarande är det inte fallet, vilket begränsar högtalarnas prestanda även de mest avancerade modellerna. En cellulosa-grafenkomposit, genom att kapitalisera på materialets inneboende egenskaper, skulle i bästa fall erbjuda rätt teknik. För att demonstrera detta planerar vi att använda ett kommersiellt pappershögtalarmembran modifierat med kompositmaterialet. På så sätt kan vi ändra storleken på papperskeglar från små 20 mm (diskanthögtalare) upp till 460 mm (18″ woofers) med samma teknik, samtidigt som det ger möjlighet att minska distorsionen.

Eftersom pappersmembran högtalare fortfarande används i de flesta ljudsystem runt om i världen hoppas vi kunna förbättra prestandan med en faktor 10. Bara med början i high-end-sektorn skulle vi visa konceptet för ytterligare generalisering.

Projektet kommer att involvera tre huvudpartners. Transient Design Sweden kommer att erbjuda expertis inom ljudrelaterad teknik och högtalar-benchmarking. Chalmers Industriteknik kommer att tillhandahålla allmän kunskap om grafen och kommer att undersöka IP-frågor samt andra kommersiella aspekter och spridning. Applied Chemistry på Chalmers kommer att bidra med kompetens inom formulering, särskilt cellulosabaserad.

Genomförande

”Proof of concept” kommer att utföras genom att belägga ett membran med en formulering av grafenblandningen. Effekten av beläggningen kommer att bedömas i form av kriterier som minskning av distorsion bland annat . Effekter som beläggningstjocklek och densitet kommer att utvärderas.

 

Abstract in english

Purpose and goal

An ideal speaker membrane would be stiff and capable of efficiently dissipating the exceeding heat of the speaker. Currently it is not the case, limiting the performance of speakers even at the high-end. A cellulose-graphene composite, by capitalizing on the intrinsic properties of the materials would ideally offer the right technology. To demonstrate this, we plan to use a commercial paper loudspeaker membrane modified with the composite. This way we can modify any size of paper cones from small 20 mm (tweeters) up to 460 mm (18” woofers) with the same technology, while offering the possibility of decreasing the distortion.

As paper membrane loudspeakers are still used in most audio systems around the World, we hope to improve the performance by a factor 10. Only starting with the high-end sector would demonstrate the concept for further generalization.

The project will engage three main partners. Transient Design Sweden will provide the expertise on sound-related technology and on loudspeaker benchmarking. Chalmers Industriteknik will provide general know-how on graphene, and will in investigate IP issues as well as other commercial and dissemination aspects. Applied Chemistry at Chalmers will support the project with expertise on formulation, especially cellulose based.

The proof of concept will be done by coating a membrane with a formulation of the graphene mix. The effect of the coating will be assessed in terms of reduction of distortion, among other criterion. Effects such as coating thickness and density will be evaluated.

Utlysning:
FoI-projekt och Genomförbarhetstudier (2) 2017

Projektpartners: Transient Design Sweden, Chalmers Industriteknik och Chalmers

Projektledare: Lars-Ola Hoffer

E-mail: post@transientdesign.se

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: nov 2017 - 1 mars 2018

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: