과제
대형 박스 스피커의 성능을 가지고 있으면서 동시에 작은 크기로 심미적인 즐거움을 제공하는 데 최적화된 Hi-Fi 라우드스피커를 개발하여 생산해야 합니다.
해결 방안
3D Systems의 선택 레이저 소결법(SLS)과 DuraForm® GF 소재로 원형 제작 및 생산에 적합한 적층 제조를 이용하여 혁신적인 스피커 설계를 촉진합니다.
결과
- 스피커 캐비닛 내부에서 1.6미터까지 감긴 나선형 전송로를 개발하여 특허 출원 중
- 유리 충전 나일론 소재의 음향 호환성
- 가공 및 도색이 가능한 고품질 표면 마감 처리를 통한 하이-엔드 마감
- 독보적으로 아름다운 디자인과 스피커의 다이내믹 레인지 우수성에 대한 Hi-Fi 업계의 인정
거의 모든 Hi-Fi 장비들은 라이브 성능의 사운드 품질을 갈망하지만 이러한 제품들은 대부분 경쟁 제품인 박스 스피커와 제조 방식이 크게 다르지 않습니다. Node-Audio의 HYLIXA 라우드스피커는 선택 레이저 소결법(SLS)이라는 3D 프린팅 기술을 사용해 독자적이고 복합적인 캐비닛 구조를 개발함으로써 Hi-Fi 산업에 획기적인 돌파구를 마련하여 새로운 발전 방향을 제시하고 있습니다. 산업 디자이너이면서 Node의 공동 창업자인 David Evans에 따르면 이렇게 새롭고 획기적인 스피커는 3D 프린팅으로 생산되는 것만은 아니라고 합니다. 적층 제조에서 제공하는 기능 역시 커다란 영감을 불러일으켰다고 말했습니다.
높은 가치의 제품을 개발할 수 있는 기회를 포착하라
산업 설계자인 Ashley May와 David Evans는 Hi-Fi 업계에 발을 들여놓고 이전에는 절대 불가능했던 일을 할 수 있다는 기회를 마주했습니다. 생산 시설에서 3D Systems SLS 3D 프린터에 대한 접근이 가능해지면서 이마를 맞대고 상의하여 적층 공정의 이점을 통해 우수한 고성능 제품을 개발하기에 이르렀습니다.
Evans는 "설계자로서 새로운 출발을 알리는 셈입니다. 우리는 항상 특정 방법으로 제조할 수 있도록 설계하는 방법에 집착하였지만 이번 기술 도입으로 기존에 알던 지식을 창문 밖으로 던져버리고 상상의 문을 열어 현실로 바꿀 수 있게 되었습니다."라고 밝혔습니다.
선택 레이저 소결법(SLS)이란 분말 소재를 자체적으로 지원되는 빌드 스타일로 융합하는 적층 제조 기술을 말합니다. 레이어를 하나씩 적층하는 제조 공정이기 때문에 기존 제조 방식과 비교하여 훨씬 더욱 복잡할 뿐만 아니라 유기적인 형상의 구성품까지 구현할 수 있습니다.
3D 사운드 시뮬레이션을 통한 이상적인 설계 반복
Evans와 May는 산업 설계 구성품을 제어할 수 있게 되면서 조각물과 같은 심미적 아름다움과 함께 생생한 경험에 필적할 정도로 높은 오디오 품질을 약속하는 라우드스피커를 개발한다는 비전을 세우고 음향 엔지니어에게 도움을 요청하여 새로운 라우드스피커의 기술 개발을 전개하였습니다.
개발 공정은 Evans와 May의 3D 설계부터 시작되었고, 이어서 다음 반복 작업을 알아낼 목적으로 전문적인 3D 오디오 시뮬레이션 소프트웨어를 실행하였습니다. 먼저 시뮬레이션 출력으로 개발 팀이 원했던, 차원 높은 사운드를 확인하고 나서 원형을 제작하여 점차 개선하면서 마침내 Node의 플래그십 제품인 HYLIXA를 개발하는 데 성공했습니다.
HYLIXA 스피커는 특허 출원 중인 나선형 전송로가 1.6미터까지 감겨서 원추형 캐비닛 내부에 내장되어 있는 것이 특징입니다. 이 전송로는 전용 베이스 드라이버에서 연결되어 미드와 트위터 주위에 있는 원형 방출구를 통해 사운드를 내보냅니다. 둥근 모양의 캐비닛은 일체형으로 설계 및 제조되기 때문에 모서리에서 회절 현상(사운드 정밀도가 떨어지는 현상)이 일어나지 않습니다. 따라서 사운드가 자연스럽게 전파되어 음악을 감상하는 경험도 한층 개선됩니다. Hi-Fi 음악 장비 웹사이트인 The Ear에 실린 리뷰 에 따르면 “[HYLIXA]는 [복합적인] 음악일수록 더욱 생생한 사운드를 전달하여 대부분 스피커에서 발생하는 문제를 걱정할 필요 없습니다.”
설계 및 생산을 통한 기술 극대화
HYLIXA 스피커의 생산과 원형 제작은 3D Systems sPro™ 60 SLS 프린터에서 이루어졌습니다. 이 스피커는 2개가 한 세트로 판매되지만 각각 프린터의 빌드 볼륨(381mm x 330mm x 460mm)에서 따로 프린트됩니다. Evans는 개발 팀이 스피커 캐비닛 내부에서 나머지 구성품들을 중첩시켜 각 빌드를 극대화한다고 밝혔습니다.
HYLIXA의 캐비닛과 전면 배플 구성품은 유리가 충전된 엔지니어링 플라스틱 소재인 DuraForm® GF로 프린트되어 표면 마감 처리가 우수할 뿐만 아니라 가공 및 도색도 가능합니다. Node는 HYLIXA 캐비닛에 체계적인 후처리 기법을 적용하여 모든 소재를 처리함으로써 어떤 마감이든지 고객이 원하는 표면 품질을 구현합니다.
Evans는 “우리는 원형 제작 공정을 통해 실제로 DuraForm GF의 음향 효과가 우수하다는 점을 알아냈습니다. 만져보면 마치 세라믹 같은 표면 품질에 가까워서 구조적으로나 음향적으로 커다란 도움이 되었습니다. 설계자로서 SLS 생산 기술을 마음껏 활용하여 내부 구조를 만들었을 뿐만 아니라 사운드만큼 아름다운 디자인을 설계할 수 있었습니다.”라고 설명했습니다.
"구성품을 3D 프린트할 때마다 모두 한 가지 이유가 있었습니다. 3D 프린팅 기술은 어떤 방식으로든 제품에 도움이 되어 모든 것을 극대화하였기 때문입니다."라고 Evans는 덧붙였습니다.
산업 및 미래 제품의 도래
Node는 2019년에 HYLIXA를 출시한 이후 다수의 스피커를 Hi-Fi 업계 전문가에게 보내 편견 없는 평가를 받았습니다. 평가 결과 "파격적이다", "남다르다", "매력적이다" 같은 얘기를 듣기도 했지만 Hi-Fi+ 매거진은 "우수한 다이내믹 레인지"로 "믿을 수 없을 정도로 우수한 사운드"를 전달한다며 스피커를 극찬하였습니다.
Evans는 "솔직히 처음에는 이렇게 엄청난 피드백을 받을 것이라고 기대하지 못했습니다."라며 기뻐했습니다. 이제 업계의 인정을 받고 있는 Node는 더욱 다양한 전략을 갖추고 앞으로 성장할 수 있는 기회를 기다리고 있습니다. Evans는 현재로선 앞으로 어떤 일이 있을지 "알 수 없지만" Node는 계속해서 현재 공정에 전념할 것이라고 말했습니다. 3D 프린팅은 불가능을 가능으로 만들어 스스로 차별화하겠다는 회사 전략에서 가장 중요한 부분을 차지하고 있습니다.
SLS를 위한 설계에 대해 자세히 알고 싶으신가요? 웨비나에서 확인하세요.
Node는 캠브리지 생산 공장에 전용 청음실을 갖추고 있습니다. 자세한 내용은 node-audio.com에서 확인할 수 있습니다.