Sau gần một thập kỷ chạy theo các chiêu trò tiếp thị và theo đuổi những khác biệt nhỏ nhặt trong âm thanh, tôi cuối cùng đã nhìn lại nỗi ám ảnh của mình với các thiết bị âm thanh. Trong số những nhận thức mà tôi đã đạt được, điều sâu sắc nhất liên quan đến lượng rác thải mà tôi tạo ra khi mua tai nghe mới cứ sau vài tháng. 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 của chúng thường hỏng hóc trong khi các củ loa (driver) 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 gãy gọng tai nghe, bong tróc đệm tai (earpad), và đứt gãy khớp nối cáp. Đến mức này, tôi đã nghiêm túc cân nhắc việc in 3D vỏ tai nghe để ít nhất có thể tái sử dụng các củ loa cũ hoặc in các bộ phận thay thế cho những phần cứng dường như là “đồ tiêu hao” 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 hứa hẹn, và tôi đã viết một bài dài giải thích tại sao chiếc tai nghe tôi tự lắp ráp này có thể là cặp cuối cùng mà tôi cần.
Tuy nhiên, trong một năm kể từ khi viết bài đó, tôi đã gặp phải mọi nguy hiểm khi sử dụng một sản phẩm in 3D hàng ngày. Đúng vậy, các bộ phận đã bị hỏng, và may mắn thay, tôi có thể dễ dàng in các bộ phận thay thế cho chiếc tai nghe “Frankenstein” của mình. Như dự đoán, các củ loa – linh hồn của sản phẩm này – vẫn chưa chịu “đầu hàng”, 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 đầu dự án này.
Những lời phê bình dưới đây, nếu có, 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 Sự Mỏi Vật Liệu
Sai Lệch Khuyến Nghị Và Hậu Quả
Tai nghe có thể in 3D không phải là một khái niệm mới lạ, và bạn có thể tìm thấy các bộ kit như cái tôi đã lắp ráp với nhiều mức giá khác nhau cùng những biến thể nhỏ. 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 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 gọng tai nghe (headband) bằng nhựa ABS. Tuy nhiên, tôi đã quyết định bỏ qua lời khuyên đó và vẫn sử dụng filament PLA. Nhựa PLA dễ in, tương đối rẻ và có đủ màu sắc. 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 gọng tai nghe. Bộ phận này phải chịu lực uốn liên tục mỗi khi tôi đeo tai nghe vào, tháo ra hoặc điều chỉnh, tạo ra sự căng thẳng. PLA, mặc dù cứng, không phải là “vua” về khả năng chống mỏi vật liệu. Sau vài tuần sử dụng hàng ngày, tôi bắt đầu nhận thấy các vết nứt nhỏ, và cuối cùng, một tiếng “tách” đáng sợ.
Vết nứt sâu trên phần khung tai nghe in 3D bằng nhựa PLA cho thấy sự mỏi vật liệu sau thời gian sử dụng.
Điều này không phải là vấn đề bạn thường phải lo lắng với tai nghe thông thường, vốn thường sử dụng các loại nhựa đàn hồi tốt hơn như ABS, nylon, hoặc thép lò xo trong cấu tạo gọng tai nghe của chúng. Những vật liệu này được lựa chọn đặc biệt vì khả năng chịu đựng hàng nghìn chu kỳ đảo ngược ứng suất từ việc uốn cong. Gọng tai nghe PLA đầu tiên của tôi, mặc dù cảm thấy chắc chắn, đã từ từ chịu thua trước sự mỏi vật liệu – một hiện tượng mà ứng suất lặp đi lặp lại, ngay cả khi dưới giới hạn bền kéo của vật liệu, cũng dẫn đến hỏng hóc. Trong trường hợp của tôi, đó là một lời nhắc nhở rõ ràng rằng các đặc tính cơ học của loại filament bạn chọn là tối quan trọng đối với các sản phẩm in 3D chức năng sẽ tiếp xúc vật lý thường xuyên.
Giải pháp, tôi nhận thấy, nằm ở việc tuân thủ khuyến nghị của nhà thiết kế về một vật liệu chống mỏi tốt hơn như PETG hoặc ABS (mặc dù ABS đi kèm với những thách thức in ấn riêng) hoặc bằng cách thiết kế quá mức chiến lược cho bộ phận PLA. Điều này có thể có nghĩa là thiết kế gọng tai nghe dày hơn, kết hợp các góc bo tròn để giảm tập trung ứng suất tại các góc, hoặc in với phần trăm infill (lấp đầy) cao hơn và nhiều đường viền (perimeter) 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 được in, lựa chọn vật liệu và thiết kế cho độ bền là những bài học mà tôi đã học được một cách khó khăn.
6. Cài Đặt In Ảnh Hưởng Lớn
Tinh Chỉnh Lực Kẹp Trong Phần Mềm Slicer
Các lỗi in 3D như vệt nhựa thừa (stringing) trên lưới tản nhiệt tai nghe in 3D, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Ngoài vật liệu, hướng in và cài đặt in cho mỗi bộ phận không thể tùy tiện. Tôi đã mắc lỗi khi in gọng tai nghe chỉ để giảm thiểu cấu trúc hỗ trợ, nhưng điều đó dẫn đến các đường lớp (layer lines) chạy vuông góc với trục uốn. Bạn sẽ nhận thấy rằng những thay đổi đơn giản về hướng in, đặc biệt đối với gọng tai nghe, có tác động sâu sắc đến tính công thái học và lực kẹp của sản phẩm cuối cùng. Quá chặt, tai nghe sẽ trở thành một thiết bị tra tấn; quá lỏng, chúng sẽ trượt ra chỉ với một cái gật đầu nhẹ. Tôi đã không đánh giá hết mức độ ảnh hưởng của phần trăm infill, độ dày thành và thậm chí cả hướng in có thể làm 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 ôm chắc chắn 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 Variable Openmod có thể đề xuất các cài đặt cơ bản, nhưng sự khác biệt trong hiệu chuẩn máy in, các nhãn hiệu filament cụ thể và thậm chí nhiệt độ môi trường xung quanh có thể dẫn đến kết quả khác nhau. Đó là một cấp độ tinh chỉnh thủ công rất khác so với việc chỉ chọn một cặp tai nghe Sony từ kệ.
Thử nghiệm trở thành chìa khóa. Tôi đã học cách in các phần thử nghiệm của gọng tai nghe, thử các mẫu infill khác nhau (ví dụ, grid so với gyroid, có thể mang lại các đặc tính uốn khác nhau) và tỷ lệ phần trăm. Hướng lớp in cũng đóng một vai trò quan trọng; in gọng tai nghe phẳng trên bàn in so với in dựng đứng sẽ ảnh hưởng đến độ bám dính lớp và do đó là độ bền và tính linh hoạt của nó dọc theo các trục khác nhau. Đây là một quá trình phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ nhấn “In”. Nó đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách cài đặt phần mềm slicer của bạn chuyển thành các đặc tính cơ học thực tế mong muốn cho một thứ bạn sẽ đeo vài giờ mỗi ngày.
5. Mọi Biến Số Đều Ảnh Hưởng Đến Chất Âm
Ngay Cả Trên Mẫu Tai Nghe Mở
Tai nghe in 3D thiết kế open-back với dây cáp và sổ tay trên thảm đỏ, minh họa sự đa dạng biến số ảnh hưởng đến chất âm.
“Hố thỏ” ngày càng sâu hơn khi bạn bắt đầu xem xét các đặc tính âm học. Nhà thiết kế của dự án mã nguồn mở sẵn lòng trao cho bạn lựa chọn giữa chụp tai dạng đóng (closed-back) và dạng mở (open-back). Tôi đã chọn loại mở vì tôi biết rằng in 3D sẽ không tạo ra được 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 “màu” âm thanh theo những cách mà có thể không thể chẩn đoán chính xác. Vẻ đẹp của tai nghe open-back là âm trường rộng, tự nhiên và ít bị ảnh hưởng bởi vật liệu bạn chọn để chế tạo.
Tuy nhiên, vẫn có một loạt các biến số hấp dẫn mà bạn có thể kiểm soát. Vật liệu của chụp tai, độ dày thành của chúng, mật độ in, thiết kế của lưới tản nhiệt bên ngoài chụp tai, và thậm chí cả loại và độ vừa vặn của đệm tai — tất cả những yếu tố này đều trở thành đòn bẩy bạn có thể sử dụng để định hình âm thanh.
Trong thế giới tai nghe thương mại, các 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, hay Grado, mặc dù chúng 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 nguồn gốc của các sai lệch không mong muốn trong chất âm. Mặc dù vậy, sự lựa chọn củ loa của tôi rõ ràng là yếu tố chính, nhưng vỏ tai nghe tôi in ra cũng không hề “trơ” về mặt âm học.
Tôi đã dành hàng giờ để in các thiết kế chụp tai và mẫu lưới tản nhiệt khác nhau. Một lưới tản nhiệt mở hơn có thể tăng cường cảm giác thoáng đãng nhưng có thể ảnh hưởng đến phản ứng âm trầm. Thành chụp 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 ảnh hưởng 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 một con đường dẫn đến tình trạng tê liệt lựa chọn nếu bạn không có phương pháp.
4. Tháo Lắp Để Điều Chỉnh Và Sửa Chữa Thường Xuyên Hơn Bạn Tưởng
Từ Khóa: Hàng Ngày, Cho Đến Khi Bạn Hài Lòng
Vết rách nhỏ trên đệm tai nghe (earpad) màu hồng, minh chứng cho việc tháo lắp thường xuyên có thể gây hư hại.
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 cặp 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 được tháo rời và lắp lại dễ dàng. Điều tôi không lường trước được là tôi sẽ tận dụng tính năng này thường xuyên như thế nào cho các điều chỉnh và sửa chữa lặp đi lặp lại.
Việc tháo rời chắc chắn tốt hơn việc vứt bỏ hoặc gửi RMA (trả lại bảo hành) tai nghe thông thường khi một dây bị sờn hoặc một bộ phận nhựa bị hỏng. Tuy nhiên, tôi nhận ra rằng ngoài việc điều chỉnh gọng tai nghe, bất kỳ sự điều chỉnh nào bên trong vỏ củ loa đều yêu cầu tháo đệm tai trước. 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 3D của tôi, nếu một mối hàn trên 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 sửa đổi tiềm năng tích tụ lại trước khi tôi tháo tai nghe ra.
Mối hàn sáng bóng bên trong tai nghe in 3D, có thể nhìn thấy qua lưới tản nhiệt, cho thấy cần tháo rời để tiếp cận.
Bản chất module của việc dựa vào ốc vít và các bộ phận kim loại, trong trường hợp này, là một điều may mắn. Hướng dẫn lắp ráp Variable Openmod chi tiết cách các bộ phận ghép nối với nhau, đơn giản hóa việc tiếp cận. Tuy nhiên, tôi đã học được rằng nhẹ nhàng là một yếu tố 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.
3. Tính Di Động Chỉ Là Một Giấc Mơ
Sự Mong Manh Vốn Có Lại Tấn Công
Cận cảnh tai nghe in 3D được đặt trên nền đỏ, nhấn mạnh thiết kế module nhưng thiếu tính di động và độ bền.
Nếu bạn đang hình dung việc ném chiếc tai nghe in 3D độc đáo của mình vào ba lô như một cặp Beats hoặc Bose QC series, bạn có thể cần phải tiết chế những kỳ vọng đó. Mặc dù một số thiết kế in 3D có thể tích hợp cơ chế gập, nhưng nhiều dự án mã nguồn mở như của tôi giữ mọi thứ đơn giản với khung cứng cáp. Điều tối đa bạn nhận được là chụp tai có thể xoay tự do, vì chúng ưu tiên khả năng in và tính module hơn là tính di động và độ bền tổng thể. Kết quả thường là một cặp tai nghe được sử dụng chủ yếu tại nhà, nhưng nếu bạn cảm thấy mạo hiểm, tôi khuyên bạn nên dùng một hộp cứng chuyên dụng có lớp lót mút xốp 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. Các tác phẩm in 3D của tôi được lắp ráp từ nhiều bộ phận nhỏ hơn cảm thấy vốn dĩ 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 không mang lại sự tự tin như nhựa đúc nguyên khối.
Đây không phải là một sự chỉ trích đối với bản thân các thiết kế có thể in được, mà thường là một sự đánh đổi. Bản lề gập làm tăng độ phức tạp cơ học cho quá trình thiết kế và in. 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 chúng vào một hộp cứng chuyên dụng, điều này không phải lúc nào cũng thực tế. Chúng trở thành tai nghe “đặc biệt” của tôi cho các buổi nghe nhạc chuyên biệt, trong khi một số tai nghe true-wireless vẫn là bạn đồng hành hàng ngày khi di chuyển.
2. Xử Lý Cẩn Thận Là Chìa Khóa
Đảm Bảo Tuổi Thọ Cho Tính Module Mà Bạn Yêu Thích
Vít kết nối bộ phận treo chụp tai và khung cho phép xoay, minh họa chi tiết nhỏ cần xử lý cẩn thận trong tai nghe in 3D.
Điều này liên quan chặt chẽ đến điểm trước nhưng mở rộng đến chính hành động sử dụng và điều chỉnh tai nghe. Tính module là tuyệt vời — khả năng thay đổi gọng tai nghe, đệm tai, củ loa, hoặc thậm chí chỉ là 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 tính toàn vẹn cấu trúc của chúng. Bạn có thể casually ném chúng lên bàn hoặc nhanh chóng điều chỉnh gọng tai nghe bằng một tay. Với cặp tai nghe in 3D của tôi, tôi đã phát triển một phương pháp tiếp cận chủ đích hơn nhiều, gần như là phẫu thuật. Điều chỉnh gọng tai nghe trở thành việc dùng cả hai tay để tránh gây áp lực lên từng khớp nối. Việc thay thế đệm tai yêu cầu cạy cẩn thận thay vì một cú giật 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 dã chiến chắc chắn, và nó có thể không phù hợp với tất cả mọi người.
Phần khung tai nghe (headband) bằng nhựa TPU và cơ chế điều chỉnh độ siết, cho thấy các bộ phận nhỏ dễ bị hao mòn.
Học cách tôn trọng giới hạn vật liệu và bản chất của các bộ phận in theo lớp là điều rất quan trọng. Không phải chúng mong manh đến mức không thể tin được, nhưng chúng không có cùng dung sai cho việc xử lý thô bạo như thứ được ép phun từ polymer chịu va đập cao. Điều này đặc biệt đúng đối với các bộ phận nhỏ hơn. Nhìn chung, sự kiên nhẫn và sự cảm thông về cơ học là những đức tính cần có khi sử dụng các sản phẩm in 3D chức năng.
1. Các Dự Án Mã Nguồn Mở Có Thể Không Hoàn Hảo
Tùy Biến Để Phù Hợp Với Nhu Cầu Của Bạn
Ba đầu cáp âm thanh của tai nghe in 3D trên thảm đỏ, thể hiện sự cần thiết của việc tùy chỉnh và hoàn thiện các chi tiết.
Dự án mã nguồn mở Variable Openmod là một nguồn tài nguyên phi thường, cung cấp một điểm khởi đầu đáng kinh ngạc cho các dự án phức tạp như tai nghe. Nó cung cấp các kế hoạch được tài liệu hóa tốt có thể đưa bạn đi rất xa. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải tiếp cận với tư duy rằng đây thường là các dự án hoặc khung sườn “đang sống”, 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 chấp nhận quá trình này thay vì chỉ đơn thuần 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 thừa và những vết lồi không mong muốn trong filament của tôi. Những người đam mê như chúng tôi đều quen thuộc với việc một lựa chọn thiết kế phù hợp với người này có thể không lý tưởng cho thiết lập của tôi. 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 mua một sản phẩm thương mại mà các khuyết tật 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. 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 gia cố một điểm yếu. Đây là một phần thưởng vô cùng lớn 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 bàn in. Điều đó thực sự khiến bạn đánh giá cao mức độ tinh chỉnh được đầu tư vào ngay cả một cặp tai nghe thương mại bình dân.
Tai Nghe In 3D: Không Dành Cho Người Yếu Tim
Một bên chụp tai của tai nghe in 3D thiết kế open-back đặt trên đá, biểu trưng cho sự kết hợp giữa tính tùy biến và thách thức trong dự án tự làm.
Cuối cùng, việc dấn thân vào thế giới tai nghe in 3D là một nỗ lực tuyệt vời nếu bạn thất vọng về tính “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, tinh chỉnh thiết kế và hiểu chính xác cách tai nghe của bạn hoạt động là vô cùng thỏa mãn. Tuy nhiên, đây không phải là một giải pháp thần kỳ loại bỏ mọi vấn đề với các thiết bị thị trường đại chúng. Thay vào đó, việc đi theo con đường này mang lại cho bạn nhiều quyền kiểm soát hơn trong tình huống. Thay vì một cặp tai nghe bị 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 chỉ vài đô la filament và một chút thời gian của bạn. Tôi vẫn tin rằng việc in tai nghe 3D 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 suy nghĩ gì về tai nghe in 3D hay các dự án DIY công nghệ tương tự? Hãy chia sẻ kinh nghiệm và ý kiến của bạn trong phần bình luận bên dưới để cộng đồng Sotaythuthuat.com cùng thảo luận!
