Sau gần một thập kỷ chạy theo các chiêu trò tiếp thị và theo đuổi những khác biệt nhỏ nhất trong âm thanh, cuối cùng tôi đã lùi lại để nhìn nhận nỗi ám ảnh của mình với các thiết bị âm thanh. Trong số những nhận thức mà tôi có được, mối quan ngại sâu sắc nhất là lượng rác thải tôi tạo ra khi mua tai nghe mới cứ vài tháng một lần. Tôi muốn 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 này dường như được thiết kế để thay thế hơn là sửa chữa.
Tôi đã gặp phải tình trạng đệm đầu bị gãy, đệm tai bị bong tróc, và các mối nối cáp bị sờn hoặc đứt hẳn. Tại thời điểm đó, tôi đã nghiêm túc cân nhắc 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 “tiêu hao” này khi chúng hỏng. 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 tự hào giải thích tại sao chiếc tai nghe tôi tự chế này có thể là chiếc cuối cùng tôi cần.
Tuy nhiên, trong một năm kể từ khi tôi viết bài báo đó, tôi đã đối mặt với mọi nguy hiểm khi sử dụng sản phẩm in 3D hàng ngày. Đúng vậy, các bộ phận đã hỏng, và may mắn thay, tôi có thể in các bộ phận thay thế khá dễ dàng 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 vậy, và những điều tôi ước mình đã biết trước khi bắt tay vào dự án này.
Những lời phê bình sau đây, nếu có, liên quan đến các sản phẩm có thể in được sử dụng trong đời sống hàng ngày và không nhằm vào cá nhân hoặc nhóm thiết kế tai nghe Variable Openmod được dùng làm ví dụ trong bài viết này hoặc bất kỳ dự án mã nguồn mở nào khác.
7. Nhựa PLA không bền bỉ trước sự mỏi vật liệu
Sai lệch khuyến nghị mang lại hậu quả
Tai nghe in 3D không phải là một khái niệm mới, và bạn sẽ tìm thấy các bộ kit như bộ tôi đã lắp ráp với nhiều mức giá và biến thể khác nhau. Các nhà vô địch đáng chú ý khác trong lĩnh vực thiết bị ngoại vi mã nguồn mở, chẳng hạn như Ploopy, cũng liệt kê bộ kit tai nghe DIY của riêng họ, với củ loa planar magnetic cao cấp. Nhà thiết kế của dự án Variable Openmod khuyến nghị in phần đệm đầu bằng sợi nhựa ABS. Tuy nhiên, tôi đã quyết định bỏ qua khuyến nghị đó và dùng sợi nhựa PLA. PLA dễ in, tương đối rẻ và có đủ màu sắc cầu vồng. 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 dùng làm vật liệu cho đệm đầu. Bộ phận này phải chịu sự uốn cong liên tục mỗi khi tôi đeo tai nghe, tháo ra hoặc điều chỉnh, tạo ra ứng suất. PLA, mặc dù cứng nhắc, không phải là vua về khả năng chống mỏi. Sau nhiều tuần sử dụng hàng ngày, tôi bắt đầu thấy những vết nứt nhỏ, và cuối cùng, một tiếng “tách” đáng sợ.
Vết nứt sâu trên đệm đầu tai nghe in 3D màu đen
Đây không phải là điều bạn thường phải 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 đệm đầu của chúng. Các vật liệu này được chọn đặc biệt vì khả năng chịu đựng hàng ngàn chu kỳ đảo ngược ứng suất do uốn cong. Chiếc đệm đầu PLA đầu tiên của tôi, mặc dù có cảm giác chắc chắn, nhưng dần dần đã khuất phục trước hiện tượng mỏi vật liệu. Đây là một hiện tượng mà ứng suất lặp đi lặp lại, ngay cả khi dưới giới hạn bền kéo tối đa của vật liệu, cũng 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 sản phẩm in có chức năng và sẽ 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 “quá kỹ thuật hóa” bộ phận PLA một cách chiến lược. Điều này có thể có nghĩa là thiết kế đệm đầu dày hơn, kết hợp các góc bo tròn để giảm tập trung ứng suất tại các góc, hoặc in với tỷ lệ lấp đầy (infill) cao hơn và nhiều lớp vỏ (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 3D, thì việc lựa chọn vật liệu và thiết kế để đảm bảo độ bền là những bài học mà tôi đã phải học một cách khó khăn.
6. Cài đặt in ảnh hưởng rất lớn
Tối ưu lực kẹp trong phần mềm cắt lát
Ngoài bản thân vật liệu, hướng in và cài đặt in cho mỗi bộ phận không thể tùy tiện. Tôi đã mắc lỗi khi in phần đệm đầu chỉ để giảm thiểu cấu trúc hỗ trợ, nhưng điều đó dẫn đến các đường lớp chạy vuông góc với trục uốn. Bạn sẽ nhận thấy rằng những thay đổi đơn giản đối với hướng in, đặc biệt là đối với phần đệm đầu, 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 chỉ với một cái gật đầu nhẹ. Tôi đã không đánh giá đúng mức độ mà tỷ lệ lấp đầy, độ dày thành, và thậm chí hướng in có thể thay đổi độ linh hoạt và độ đàn hồi của bộ phận cuối cùng, và điều đó đã khiến tôi tốn khá nhiều lần lặp lại.
Các cục và sợi nhựa thừa trên lưới tản nhiệt màu bạc của tai nghe in 3D dạng mở
Tai nghe thương mại trải qua quá trình R&D (Nghiên cứu & Phát triển) sâu rộng để đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa độ chắc chắn và sự thoải mái khi đeo 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 cỡ 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 Variable Openmod mã nguồn mở có thể gợi ý các cài đặt cơ bản, nhưng sự khác biệt trong hiệu chuẩn máy in, các thương hiệu sợi nhựa cụ thể, và thậm chí nhiệt độ môi trường xung quanh cũng có thể dẫn đến các kết quả khác nhau. Đó là một mức độ tùy chỉnh thực tế, khác xa với việc chỉ chọn một cặp tai nghe Sony có sẵn trên kệ.
Thử nghiệm trở thành chìa khóa. Tôi học cách in các phần thử nghiệm của đệm đầu, thử các kiểu lấp đầy khác nhau (ví dụ: lưới so với gyroid, có thể cung cấp các đặc tính uốn khác nhau) và tỷ lệ phần trăm. Hướng lớp in cũng đóng một vai trò quan trọng; in đệm đầu phẳng trên mặt bàn in so với in nghiêng sẽ ảnh hưởng đến độ bám dính lớp và do đó là độ bền và độ linh hoạt của nó dọc theo các trục khác nhau. Đó là một quá trình phức tạp hơn là chỉ đơn giản là nhấn nút “Print”. Nó đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách các cài đặt slicer của bạn chuyển thành các đặc tính cơ học mong muốn trong thực tế cho một thứ bạn sẽ đeo vài giờ mỗi ngày.
5. Mọi biến số đều ảnh hưởng đến chất âm
Ngay cả trên mẫu open-back
Vấn đề càng trở nên sâu sắc hơn khi bạn bắt đầu xem xét các đặc tính âm thanh. Nhà thiết kế của dự án mã nguồn mở sẵn lòng cho phép bạn lựa chọn giữa cốc tai dạng mở (open-back) và dạng đóng (closed-back). Tôi đã chọn loại mở vì tôi biết rằng in 3D sẽ không tạo ra các vòng đệm kín khí hoàn hảo có thể giúp điều chỉnh âm thanh. Hơn nữa, PLA và các vật liệu không quen thuộc khác có thể làm biến đổi màu sắc âm thanh theo những cách mà có thể không thể chẩn đoán chính xác. Vẻ đẹp của tai nghe dạng mở là không gian âm thanh rộng rãi, tự nhiên và tác động hạn chế của các vật liệu bạn chọn cho cấu trúc.
Tuy nhiên, vẫn còn một loạt các biến số hấp dẫn mà bạn có thể kiểm soát. Vật liệu của cốc tai, độ dày thành của chúng, mật độ in, thiết kế lưới bên ngoài cốc tai, và thậm chí cả loại và độ vừa vặn của đệm tai — tất cả những điều này đều trở thành đòn bẩy bạn có thể sử dụng để định hình âm thanh.
Tai nghe in 3D dạng mở và dây cáp đặt cạnh sổ tay trên thảm đỏ
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 xem các mẫu open-back cao cấp từ Sennheiser, Beyerdynamic, hay Grado có thể có âm thanh khác nhau như thế nào, mặc dù chia sẻ nguyên tắc thiết kế cơ bản giống nhau. Khi bạn tự in tai nghe của 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 các nguồn gây lệch âm thanh không mong muốn. Dù vậy, việc lựa chọn củ loa của tôi rõ ràng là yếu tố chính, nhưng vỏ housing tôi đã in cho chúng cũng không hề “trơ” về mặt âm học.
Tôi đã dành hàng giờ để in các thiết kế cốc tai và mẫu lưới khác nhau. Một lưới mở hơn có thể tăng cảm giác thoáng đãng nhưng có thể ảnh hưởng đến phản hồi âm trầm. Thành cốc tai dày hơn có thể giảm cộng hưởng không mong muốn. Ngay cả cách củ loa 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 ai thích mày mò và tinh chỉnh, nhưng nó cũng có thể là con đường dẫn đến sự “tê liệt lựa chọn” nếu bạn không làm việc có phương pháp.
4. Tháo lắp để điều chỉnh và sửa chữa thường xuyên hơn bạn nghĩ
Từ khóa: mỗi ngày, cho đến khi bạn hài lòng
Như tôi đã đề cập trước đó, khả năng sửa chữa là một trong những điểm hấp dẫn lớn nhất của các thiết bị điện tử DIY, như chiếc tai nghe module in 3D 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 tháo rời và lắp lại dễ dàng. Điều tôi không lường trước được là tôi sẽ tận dụng tính năng này thường xuyên đến mức nào để điều chỉnh và sửa chữa lặp đi lặp lại.
Việc tháo rời chắc chắn tốt hơn là vứt bỏ hoặc gửi bảo hành (RMA) tai nghe thông thường khi dây bị sờn hoặc bộ phận nhựa bị hỏng. Tuy nhiên, tôi nhận ra rằng ngoài việc điều chỉnh đệm đầu, bất kỳ sự mày mò nào bên trong vỏ củ loa trước tiên đều yêu cầu tháo đệm tai nghe. 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 cực của củ loa bị lỏng, hoặc nếu tôi quyết định một sợi dây quá dài và bị vướng, điều đó có nghĩa là phải tháo rời. Tôi bắt đầu lo lắng về tuổi thọ của đệm tai trong trường hợp này, và quyết định để các sửa chữa và ý tưởng tiềm năng cho việc sửa đổi tích lũy lại trước khi tôi tháo tai nghe ra.
Vết rách nhỏ trên đệm tai màu hồng cánh sen
Bản chất module dựa trên ốc vít và các chi tiết kim loại, trong trường hợp này, là một lợi ích. Hướng dẫn lắp ráp Variable Openmod trình bày chi tiết cách các thành phần khớp vào nhau, đơn giản hóa việc tiếp cận. Tuy nhiên, tôi đã học được rằng sự nhẹ nhàng là rất quan trọng. Nó giống như việc sở hữu một sản phẩm đang trong quá trình hoàn thiện hơn là một sản phẩm đã hoàn chỉnh.
Mối hàn bạc sáng bóng có thể nhìn thấy qua lưới tản nhiệt màu bạc
3. Tính di động chỉ là một giấc mơ
Sự mong manh vốn có lại tấn công
Nếu bạn đang hình dung việc vứt chiếc tai nghe in 3D tự chế của mình vào ba lô như một chiếc Beats hay Bose QC series, bạn có thể cần phải tiết chế những kỳ vọng đó. Mặc dù một số thiết kế in được có thể kết hợp cơ chế gập, nhưng nhiều dự án mã nguồn mở như của tôi giữ mọi thứ đơn giản với khung cứng nhắc. Điều tối đa bạn nhận được là cốc tai có thể xoay tự do, vì chúng ưu tiên khả năng in và tính module hơn là tính di động và độ bền tuyệt đối. Kết quả thường là một cặp tai nghe chỉ thích hợp để sử dụng ở nhà, nhưng nếu bạn cảm thấy mạo hiểm, tôi khuyên bạn nên dùng một hộp cứng chuyên dụng với lớp xốp cắt theo kích thước.
Tai nghe in 3D đặt trên nền đỏ
Hầu hết các tai nghe thông thường thân thiện với việc di chuyển đều có bản lề chắc chắn và vật liệu được thiết kế để chịu va đập. Các sản phẩm in 3D của tôi được lắp ráp từ nhiều bộ phận nhỏ hơn có cảm giác mong manh hơn. Ý nghĩ 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 vỡ, các đường lớp in và các bộ phận được nối lại cũng không tạo cảm giác tự tin như nhựa đúc nguyên khối.
Đây không phải là một lời chê bai các thiết kế in được, mà thường là một sự đánh đổi. Các bản lề gập làm tăng độ phức tạp cơ học cho thiết kế và quá trình in ấn. Vì vậy, mặc dù tôi có một trải nghiệm nghe độc đáo, tùy chỉnh tại bàn làm việc của mình, nhưng việc mang chúng đi bất cứ đâu thường đồng nghĩa với việc đóng gói cẩn thận trong một hộp cứng chuyên dụng, điều không phải lúc nào cũng thực tế. Chúng trở thành tai nghe đặc biệt của tôi cho những buổi nghe nhạc chuyên dụng, trong khi một số tai nghe true-wireless tốt vẫn là bạn đồng hành hàng ngày khi tôi di chuyển.
2. Xử lý cẩn thận sẽ mang lại hiệu quả lâu dài
Đảm bảo tuổi thọ cho tính module mà bạn yêu thích
Điều này liên quan chặt chẽ đến điểm trước đó nhưng mở rộng ra cả hành động sử dụng và điều chỉnh tai nghe. Tính module là tuyệt vời – khả năng thay thế đệm đầu, đệm tai, củ loa, hoặc thậm chí chỉ các tấm lưới vỏ ngoài là giấc mơ của người thích mày mò. Tuy nhiên, những điểm kết nối với các chi tiết nhựa nhỏ thường là những liên kết yếu nhất, đặc biệt là với các vật liệu thường được sử dụng trong in 3D ở cấp độ người chơi nghiệp dư.
Bạn và tôi có xu hướng xử lý tai nghe sản xuất hàng loạt với một mức độ tin tưởng vô thức vào tính toàn vẹn cấu trúc của chúng. Bạn có thể vô tư vứt chúng lên bàn hoặc nhanh chóng điều chỉnh đệm đầu bằng một tay. Với cặp tai nghe in 3D của mình, tôi đã phát triển một cách tiếp cận thận trọng hơn nhiều, gần như là phẫu thuật. Điều chỉnh đệm đầu trở thành việc làm bằng hai tay để tránh gây ứng suất lên từng mối nối riêng lẻ. Thay đổi đệm tai yêu cầu sự cẩn thận khi cạy chứ không phải kéo mạnh. Mặc dù không phải là một nhược điểm, nhưng nó giống như việc xử lý thiết bị khoa học tinh vi hơn là một công cụ thực địa chắc chắn, và nó có thể không phù hợp với tất cả mọi người.
Vít nối móc treo cốc tai và đệm đầu đồng thời cho phép xoay
Học cách tôn trọng giới hạn vật liệu và bản chất của các bộ phận in lớp trở nên rất quan trọng. Không phải chúng quá mong manh, nhưng chúng không có cùng khả năng chịu đựng việc xử lý thô bạo như thứ gì đó được đúc phun từ polyme chịu va đập cao. Điều này đặc biệt đúng đối với các bộ phận nhỏ hơn. Nhìn chung, sự kiên nhẫn và cảm quan cơ học là những đức tính cần thiết khi sử dụng các sản phẩm in 3D có chức năng.
Đệm đầu TPU và cơ chế điều chỉnh độ chặt
1. Các dự án mã nguồn mở có thể không hoàn hảo
Nắm bắt sự sửa đổi để phù hợp với nhu cầu của bạn
Dự án Variable Openmod mã nguồn mở là một tài nguyên phi thường, cung cấp một điểm khởi đầu tuyệt vời cho các dự án phức tạp như tai nghe. Nó cung cấp các kế hoạch được tài liệu hóa tốt có thể giúp bạn đi được một chặng đường đáng ngạc nhiên. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải tiếp cận với tư duy rằng đây thường là các dự án “sống” hoặc các khuôn khổ, không phải lúc nào cũng là các giải pháp “chìa khóa trao tay” được tối ưu hóa hoàn hảo cho mọi người dùng, mọi máy in và mọi thành phần có sẵn. Bạn sẽ cần phải nắm bắt quá trình này thay vì chỉ là một người lắp ráp thụ động.
Tôi đã gặp các tình huống mà các bộ phận không khớp dễ dàng như mong đợi, có lẽ do các sợi nhựa thừa và các cục nhựa nhỏ bị dính trong quá trình in. Chúng ta, những người có sở thích DIY, đều 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 nơi 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.
Ba đầu của cáp âm thanh trên thảm đỏ
Không giống như mua một sản phẩm thương mại mà 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 tất cả trong một. Điều này có thể có nghĩa là phải điều chỉnh mô hình trong Tinkercad hoặc Fusion 360 để phóng to một lỗ, thêm kẹp cáp hoặc gia cố 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 ra. Nó thực sự khiến bạn đánh giá cao mức độ tinh chỉnh được đầu tư vào ngay cả một cặp tai nghe thương mại giá rẻ.
Tai nghe in 3D không dành cho những người yếu tim
Cuối cùng, việc dấn thân vào thế giới tai nghe in 3D là một nỗ lực tuyệt vời nếu bạn cảm thấy khó chịu với bản chất tiêu hao và không thể sửa chữa của các thiết bị âm thanh sản xuất hàng loạt. Khả năng in các bộ phận thay thế, điều 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 kỳ diệu loại bỏ tất cả các vấn đề của thiết bị thị trường đại chúng. Thay vào đó, việc đi theo con đường này mang lại cho bạn nhiều quyền kiểm soát hơn đối với tình hình. Thay vì một cặp tai nghe bị hỏng trở thành rác thải điện tử, một bộ phận in bị lỗi sẽ trở thành cơ hội để lặp lại, cải thiện và học hỏi, thường là với chi phí chỉ vài đô la filament và một chút thời gian của bạn. Tôi vẫn tin rằng in 3D tai nghe ít lãng phí hơn về lâu dài, vì tất cả những cải tiến lặp đi lặp lại của bạn sẽ 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.