Interessanter Bericht zum Materialklang und Dämpfung

Also, wenn man diesem Bericht glauben schenken kann, dann sind ja über 80% unserer Lautsprecher, egal von welchem Hersteller, Fehlkonstruktionen und können nicht klingen. - Aber lest selbst und entscheidet:

ps. Wenn das stimmt, dann müsste ja zb. Heco, mit die am besten klingenden Lautsprecher bauen, was ich aber mal bezweifeln möchte.


Innere Dämpfung und Materialklang

Ein Werkstoff hat dann einen hohen inneren Dämpfungswert wenn durch Kraftanregung (z.B. anklopfen) möglichst wenige und wenig ausgeprägte, gleichmäßig verteilte Resonanzen entstehen. Dies ist insbesondere bei Lautsprechermembranen nötig. Eine Membran muß stabil sein, d. h. sie muß den Hub möglichst ohne Verformung umsetzen, darf aber nicht in Partialschwingungen (Eigenklang) aufbrechen, der das Klangbild verschmiert.

Der mechanische Materialklang ist ein Teil des jeden festen Körpers anhaftenden Resonanzspektrums. Er ist unabhängig von den Abmessungen, aber abhängig von der mechanischen Spannung im Material und der Temperatur des Körpers. Gegenstände mit gleichen Abmessungen, aber aus unterschiedlichen Materialien klingen auch unterschiedlich. Jedes Material was mechanisch angeregt wird, gibt Schall wieder ab und prägt ihm eine eigenen materialspezifischen Fingerabdruck (Signatur) auf. Typischer Fall: Der Materialklang von Lautsprechermembranen ist absolut dominant. Der Materialklang wird als angenehm (warmer Klang) empfunden wenn die Temperatur erhöht ist. Glocken klingen nur angenehm wenn keine innere Spannungen vorhanden sind. Der Klang von Holz ändert sich mit dem Trocknungsgrad.
Es gilt die Regel: Wenn Vibrationen und Materialklang schon nicht vermeidbar sind, dann sollen sie wenigstens für unser Gehör nicht störend klingen.

Dies trifft hauptsächlich zu auf natürliche Materialien wie gewachsenes Holz z.B. Fichte. Das Material aus dem seit Jahrhunderten Instrumente wie Violine, Viola und Cello gebaut werden. Auch akustische und elektrische Gitarren, sowie Klavier und Flügel habe ein Gehäuse (Klangkörper) aus Fichtenholz. Gute Instrumentenbauer wissen, dass auch der verwendete Lack entscheidend für den Klang ist (Siehe C37-Lack).

Folgende Materialien und Aufbauten haben günstige Eigenschaften:

Lautsprechermembranen:

Geschäumtes Pappier bzw. Papierguss (Imprägniert und, oder mit Lack beschichtet)
Gewebe für Hochtonkallotten
Spezielle Vliese getränkt mit speziellen Bindemitteln bzw. beschichtet mit speziellen Lacken.
Lautsprechergehäuse:

Sandwich”-Konstruktionen (Verschiedene Materialien wie z.B. MDF (Mitteldichte-Faserplatte) und Multiplex).
Stabverleimtes weiches Massivholz (Kiefer, Fichte, Ahorn, ..) Harmonisches Resonanzverhalten
Beton (nahezu Schalltot)
Gehäuse mit Quarzsand-, und Stahl- oder Bleikugel- Füllung (nahezu Schalltot)
Gerätestellflächen:

Naturstein (Schiefer, Sandstein, Granit, ..)
Stabverleimtes weiches Massivholz (Kiefer, Fichte, Ahorn, ..) Harmonisches Resonanzverhalten
Beton oder Betonsteine (Gartenbausteine)
Porenbeton (z.B. Ytong)
Pappierschichtaufbauten (z.B. Telefonbuch)
Weichfaserplatten
Birken-Sperrholz, (kreuzverleimtes) Birken-Multiplex
Gehäuse mit Quarzsand-, und Stahl- oder Bleikugel- Füllung
Knochenstein, Schamotstein.
Mit speziellem Lack getränkte Filzpads (Wonder-Pads) auf Holzscheiben (Wonder-Stands).
Weitere Materialien für Gehäuse und Stellflächen:
Buchen-Sperrholz, (kreuzverleimtes) Buchen-Multiplex
Corian und Parapan (Kunststein aus natürlichen Materialien und Acrylpolymer)
Sicomin (Sandwichkonstgruktion, Kohlefaser/Kevlar-Verbundwerkstoff)
Taktil (Tausende von Kunststoffröhrchen zu Blöcken verklebt und in Scheiben geschnitten)
Zelfo Ein Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen. Ein neuer Werkstoff auf Zellulosebasis der aus Holz, Hanf oder Flachs hergestellt werden kann.
CFK (Kohlefaser verstärkter Kunststoff)
RDC-Composit-Werkstoff (resonance deadening component - resonanzarmes Bauelement). Aufbau: Feingranulate mit speziellen Zwei-Komponenten-Harz als Bindemittel.
Leichter Kunststoff namens R.C.I. (Resonance Controlling Interface)
Holzverbundwerkstoff MDF (Mitteldichte-Faserplatte)
Bitumierte Weichfaserplatten.
Glasfaserlaminat
Öl- der Kohlepulver gefüllte Dämpfungselemente
d.t.o mit ungünstige Eigenschaften

Homogene Materialien wie Metalle und Glas besitzen geringe dämpfende Eigenschaften (Hohe Dichte, gute Schalleitung) und damit meist eine ausgeprägte Resonanz. Aus diesem Grund werden Glocken ja auch aus Metallen wie Bronze und Messing hergestellt. Besonders stabil wirkende Materialien wie Alu, Titan, Stahl und Glas brechen bei Anregung in kräftige, schmalbandige Resonanzen auf.

Ungünstige Materialien für Lautsprechermembranen (Sie erzeugen ein unnatürliches Oberwellenspektrum):

Bextren: Ein "natürlicher" Kunststoff aus Zellulose beschichtet mit Lack. Starke Materialresonanz bei 1.5kHz.. In den 60´ bis 70´Jahren von KEF und Audax eingesetzt. Wird heute nicht mehr verwendet.
Polypropylen: Hohe innere Dämpfung, aber unnatürlich weiches und müdes Klangbild.
Hartschaum (KEF B139), Resonanzen im oberen Mitteltonbereich.
Alu, Titan, Berillium (Starke metallisch klingende Resonanzen)
Keramik (Einsatz im Hochtonbereich: Klingt unnatürlich kalt und überzogen)
Kohlefaser (Nicht schlecht aber teuer und ebenfalls Resonanzen am oberen Bereichsende)
Kevlar-Honigwabenmembran (Eton, Focal, Aufwendig und teuer, ebenfalls Resonanzen am oberen Bereichsende)
Die meisten Kunststoffe und Gemische (Kevlar-Faser, Carbon-Geflecht)
Ungünstige Materialien für Lautsprechergehäuse:

Harter Kuststoff
Metall
Nur MDF oder Spanplatte
Spanplatten mit Resopalbeschichtung
Dicke Lackschichten mit Kunstharzlacken
Ungünstige Materialien für Stellflächen:
Spanplatte mit Resopalbeschichtung (Holzimitat, Küchenarbeitsplatten)
Glas
Metalle
Hell klingende Steine (z.B. Marmor)
Gummi (-> Energiespeicher)
Keramik