Grafen i högtalarmembran

Syfte och mål

Även om många delar orsakar distortion i ljudljudsystem, är det högtalarna och de mekaniska egenskaperna hos dess membran som lägger till den största bidraget till den totala förvrängningen. Ett idealhögtalarmembran ska vara styvt och väldigt lätt med låg distorsion (under 0,1 % i sitt arbetsområde). I verkligheten är det inte så, och inget membran kan ge de ultimata mekaniska kraven, även i avancerad utrustningsklass.

I en tidigare genomförbarhetsstudie har vi visat att användningen av komposit framställd av grafenoxid och nanocellulosa  som applicerades i form av en beläggning var kapabel att väsentligt förbättra prestanda hos traditionella papperskoner som utgör huvudmaterialet för högtalarmembran, både på små tweeter-kupoler samt för stora högtalarkoner.

Det aktuella projektet kommer att fortsätta i den riktningen och kommer att rikta sig till high-end-sektorn för högtalartillverkning i syfte att designa självstående kompositmembran som består av grafenoxid och nanocellulosa.

Genom att kapitalisera på dessa materials inneboende egenskaper kommer vi att sträva efter att visa att sådana kompositer i form av ett självstående membran kan konkurrera med de membran av diamanter eller keramik som beter sig bäst.

Baserat på förståelsen för utmaningarna av sådan teknik som vi samlat kommer vi att utveckla tillverkningsmetoderna för membranet och undersöka grundläggande egenskaper, såsom mekaniska egenskaper under olika förhållanden

I slutändan kommer vi också att rationalisera designen för att utvärdera möjligheterna att renodla  tekniken till andra typer av högtalarkoner.

Abstract in English

Graphene in speaker membranes
Even though many parts cause distortion in audio sound systems, it is the speakers and the mechanical properties of its membrane that add the major contribution to the total distortion. An ideal speaker membrane should be stiff and very light with low distortion (below 0.1% in its working range). In reality, it is not the case, and no membrane can provide the ultimate mechanical requirements, even in high-end class of equipment.

In an earlier feasibly study we have demonstrated that the use of composite made of graphene oxide and cellulose nanocrystals applied under the form of a coating was capable of substantially enhancing the performances of traditional paper cones that constitutes the main material for speaker membranes, both on small tweeter domes as well as for large speaker cones.

The current project will continue in that direction and will target the high-end sector of speaker manufacturing with the aim of designing self-standing composite membranes composed of graphene oxide and nanocellulose.
By capitalizing on the intrinsic properties of these materials we will aim at showing that such composites under the form of a self-standing membrane can compete with the best performing membranes made of diamonds or ceramics. Based on the understanding of the challenges of such technology we have gathered, we will develop a manufacturing approach to prepare the membrane from a wet-end and will investigate fundamental properties such as mechanical properties under various conditions. In the end, we will also rationalize the design to evaluate the possibilities to generalize the technology to other type of speaker cones.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen (våren 2019)

Projektpartners: Marten AB

Projektledare: Jörgen Olofsson

Bidrag: 2 000 000 kr

Projektets löptid: juni 2019-maj 2021

Relaterade projekt:
Graphene in loudspeaker membranes (avslutat)

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: