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2012/06/22發表,已被閱讀 25,163 分類:原廠故事
W-cone完全拆解組裝 2012 Focal原廠專訪特輯


2012年音寶安排的法國Focal原廠之旅,第一天正式的行程就是參訪位於工廠St. Etienne的辦公室與工廠,負責導覽的是Jean-Philippe Fontaine,他來Focal工作兩年左右,原本負責亞洲的行銷業務,不過這位懂中文的法國人升官很快,現在已經是家用部門外銷總監與Focal中國市場的總監。在辦公室巡禮之後,我們來到工廠裡面,第一站就是Focal著名的W-Cone單體生產基地。

Jean-Philippe一夫當關,站在工廠正中央,準備向大家介紹Focal生產W-Cone單體的過程。

Jean-Philippe帶我們進入工廠第一站是單體生產部門,他拿起一片材料說,W-Cone單體振膜是Focal的「獨門技術」之一,別人想仿造也不行,因為Focal已經申請專利。其實這項技術是二十多年前創辦人Mahul的發明,可能有人想問,怎麼二十多年了,Focal還在講W-Cone三明治振膜?好像Focal這麼多年來都沒進步?其實Focal是走在時代的前面,而且W-Cone只是統稱,技術內容可說千變萬化,且讓我們一路看下去,就知箇中奧妙。

先來個原廠沙龍照,這就是Focal W-Cone振膜的基本結構,三明治複合振膜,中間夾著軟質的Fiber Foam,上下透明的是玻璃纖維,不過內中巧妙還有許多設計祕訣。

音寶莊董事長拿起製作中的半成品,他說來到法國親自看Focal作喇叭,保證百分之百「法國製造」!

W-Cone振膜:追求輕質量、高剛性、高內阻

讓我們先複習一下喇叭單體設計的基礎,優秀的喇叭單體需要質量輕、剛性高、內阻高的振膜,Focal提出的答案則是W-Cone振膜單體。究竟什麼是W-Cone振膜,我們在St. Etienne工廠裡走一遭,實地從製造過程一步步瞭解。

W-Cone中間夾層的Fiber Foam,質地很輕,內阻很高,代表材料本身的音染也很低。

Jean-Philippe拿起一張純白色的板子,那就是W-Cone中間那一層材料,Jean-Philippe説那是一種Fiber Foam,我們可以稱之為纖維泡棉,質量很輕。這麼說起來還是有點抽象,實際拿起來感覺有點像是薄薄的保麗龍板,但密度較高,重量則感覺很輕。原始的泡棉材料當然是平的,要送入機器裁剪丶加壓、加熱成形,單體振膜的形狀就出來了。

Fiber Foam的材料本身是平的,要送入Focal自己設計的模具壓製錐盆。

Focal總共有多少種不同尺寸的W-Cone單體?答案是55種,所以模具至少也要準備55套,您看架子上都是模具。

壓製W-Cone中間夾層Fiber Foam的機器。

Jean-Philippe特別解釋,Fiber Form的厚度不同、密度不同,製作的單體種類也不同,此外加上錐盆塑形的角度不同,Focal的研發部門基本上可以設計出千千萬萬種錐盆。咦?泡棉外表是像保麗龍的白色,可是我們看習慣的Focal中低音單體都是灰色的啊?是的,Jean-Philippe說白色Fiber Form還要上色,但只是為了讓人一看就知道那是Focal的單體,而且Jean-Philippe強調灰色塗裝絕對不會影響聲音。

Fiber Foam放進機器,放下把手,利用模具加熱壓製成形。

Fiber Foam本來是白色的,表面還要噴上一層灰色漆,Focal中低音單體的「註冊色調」就出來了。

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Fiber Foam上色後再貼玻璃纖維層

Fiber Foam的形狀、面積、厚度當然可以千變萬化,可是工業生產可不能隨時變來變去,每一種特定面積與厚度的Fiber Foam需要製作特定的模具,Focal究竟有多少種?答案是55種。Jean-Philippe說Fiber Foam只是中間夾層,上色之後下一步就要加上玻璃纖維層,這樣才有「夾層」。可是他先帶我們到旁邊看大冰箱,笑著說:「我們法國人愛喝酒,所以工廠裏面要準備很多冰箱冰酒。」

這當然是開玩笑的話,那喇叭廠裏面放那麼多大冰箱做什麼?答案是拿來「冰鎮」玻璃纖維原料。為什麼要把玻璃纖維冰起來?Jean-Philippe解釋,玻璃纖維是很穩定的材料,不怕變質,但如果濕度太高受潮,玻璃纖維的硬度會降低,所以大冰箱是做防潮用。

工廠裡面準備很多大冰箱,難道要冰紅酒隨時開趴?當然不是,裡面是玻璃纖維材料,低溫保存可以維持硬度。

玻璃纖維怎麼和Foam結合?答案是「全手工」,只看生產線上的Focal工作人員一直不停地把玻璃纖維和加工過的Foam貼在一起。手工一片一片貼玻璃纖維,那不是很費工?法國的工資可不便宜啊!是的,Jean-Philippe說Focal就是這樣,想要追求品質非得如此不可。

把Foam和玻璃纖維貼在一起有什麼要注意的地方?工作人員在黏貼玻璃纖維薄膜時要用力拉扯,去除所有的小氣泡,確保玻璃纖維和泡棉Foam緊密貼合,這樣振膜表面才不會有小凸起。有點像手機保護貼,玻璃表面和保護貼之間不能有氣泡,這樣才會好看又好用。

玻璃纖維怎麼和Fiber Foam貼合起來?答案是「純手工」。

複合材料才能兼顧高剛性與高內阻

貼上玻璃纖維層之後,W-Cone振膜初胚還要送入烤箱,兩種材料纔會緊密貼合,即便單體要承受劇烈的活塞運動,也不會因此鬆脫損壞,這也是材料「複合」的關鍵。過程大約烘烤10分鐘,但「烤」振膜的溫度是多少呢?Jean-Philippe先説那是秘密,但一行人都是參觀原廠的專家,高傳真蒲總編馬上看到機器旁邊的顯示幕,分別指示168度與157度,看來溫度設定大約就是160度上下,只是這烤單體的「烤箱」沒有全密閉,所以兩部機器溫度之間有誤差。

看到這裡我們對W-Cone振膜單體大概有了初步的認識,基本上它是把泡棉Foam與玻璃纖維結合在一起的複合材料。好處在哪裡?玻璃纖維本身質量輕,剛性也很好,可是內部阻尼還不夠,所以把它和Fiber Foam結合起來,利用Fiber Foam的高阻尼把額外的能量吸收掉,同時還維持很輕的質量,您看,高剛性與高內阻的W-Cone振膜,箇中學問不就在此?


Fiber Foam和玻璃纖維貼起來以後如果要「永不分離」,還要送入「洞房」,喔,不,是送入「烤箱」,用190度左右的溫度烤上15分鐘,那就會如膠似漆、永不分離了。

講到這裡聽起來還是有點抽象,我們說Fiber Foam的內部阻尼好,意思是說Fiber Foam本身沒有自己的聲音個性,舉例來說,如果我們拿起玻璃纖維薄片用手指敲打,可以聽到清脆的聲音,代表內部阻尼低,而Fiber Foam敲起來則沒什麼聲音,就是內部阻尼高,而高內部阻尼可以讓單體在發聲時不會帶出材料本身的聲音特質,也代表這樣的材料比較沒有音染(聲音的染色)。所以W-Cone的重點是使用剛性高的玻璃纖維層,搭配內部阻尼高的Fiber Foam,兩者複合起來,振膜材料就同時具備高剛性、高內部阻尼兩種特性了。

複合厚薄層次變化有巧妙

學問這麼簡單嗎?基本原則是如此,但是實際要作出符合需求的成品,內中學問還很多。我們看到現場製作的W-Cone振膜是名符其實的「三明治」,就是兩層玻璃纖維夾住一層Fiber Foam,可是W-Cone的複合結構可以從兩層、三層,一直到七層都有。為何要有這麼多不同層次的W-Cone振膜?還有,中間夾住的Fiber Foam厚薄也有不同,到底變化巧妙在哪裡?

「純手工」不是隨便寫寫,有圖有真相!

好,Fiber Foam雖然輕,但還是有一定的質量,薄的比較輕,厚的比較重,如果我們用薄的Fiber Foam貼「單層」玻璃纖維,這樣的W-Cone單體剛性還不算很厲害,性能比一般紙盆好一些,但質量比起紙盆來得輕,因為振膜質量變輕,所以單體的效率比較高,運動速度比較快,頻寬也比較開闊,適合拿來做中音單體。如果把中央Fiber Foam加厚,那內部阻尼會比較高,可是效率會降低,這樣的單層W-Cone振膜低頻效果比較好,適合拿來做中低音單體。

那低音單體呢?中間的Fiber Foam可以再加厚,前後都夾上玻璃纖維,變成三層複合,振膜剛性可以大幅提升,拿來做大尺寸低音單體最適合。當然,夾越多層材料,質量增加,效率也會降低,但低音單體本來就比較難推,想擁有好低音,您還是需要相對的擴大機功率來驅動,Focal是做喇叭的,他們的任務是做出高性能單體,可以重現優秀的低頻響應,至於擴大機夠不夠力,那就不是Focal的責任了。

有人問了,Focal的W-Cone振膜最多做幾層?理論上想複合多少層都沒問題,剛性也可以「無限上綱」,但不一定適合拿來做低音單體,Jean-Philippe回答Focal目前最多做七層W-Cone,用來做Utopia的低音單體。七層W-Cone有多硬?Jean-Philippe說七層 W-Cone振膜做好以後,人站在W-Cone振膜上面,都沒辦法讓振膜變形,您就知道有多硬了。

W-Cone夾層可以千變萬化,貼一層、兩層、三層或更多層玻璃纖維,剛性越來越好,但重量也會提高,所以中音單體貼一層,中低音貼兩層,而Focal最多做到七層複合,人站在上面都不會變形。

雷射W-Cone邊緣切割機

W-Cone複合材料的好處與應用表過,接下來我們再回到W-Cone的製作流程上。貼合烘烤過的W-Cone振膜,邊緣不太整齊,因為工作人員只有做初步的切割,所以下一關要送入切割機,把振膜周邊切的平整。不過這部W-Cone振膜切割機還有學問,Jean-Philippe告訴我們,2004年之前他們用傳統的刀模切割,可是2004年之後Focal設計委外製作了這部雷射切割機。

用雷射刀切割比較準確嗎?單純想雷射切割比較傳統刀模,當然覺得雷射比較先進,但Jean-Philippe說雷射切割W-Cone還有重要的意義,就是要立刻「收邊」!怎麼收?前一關W-Cone三明治單體還是「三層」,傳統刀模切開來,橫切面還是三層,而新的雷射刀本身有溫度,熱雷射刀切下去之後,W-Cone單體周圍就「密封」(Seal)起來了。


這把W-Cone周圍用雷射刀密封起來很重要嗎?Jean-Philippe表示,W-Cone的剛性與內阻雖然已經技冠群倫,但Focal還是發現可以改進的地方,他們注意到單體工作時,邊緣震動會產生額外的震動,造成若干失真,所以他們實驗把邊緣密封起來,這些額外的諧振就消失了,找到了影響單體振膜失真的小Bug,Focal於是設計了新的雷射切割的新程序,2004年之後的W-Cone單體都是雷射切割密封的新版本。注意一下您家Focal喇叭的「年份」,2004與2005前後可是有重要的改變哦。


材料技術再創新 明年見分曉

從Fiber Form、玻璃纖維複合到雷射刀切割密封,Jean-Philippe帶著參訪團一行人仔細看過生產流程,他強調W-Cone是Focal的獨家技術,擁有全球專利權,消費者購買Focal喇叭,就是買到了全球獨一無二的單體技術,就好像Quattro之於Audi,或X-Drive之於BMW,都是Audi與BMW獨有的技術。不過Jean-Philippe介紹W-Cone的最後一段話倒是語出驚人,他說W-Cone即將有重大的改變!


哪裡有改變?複合結構不變,但玻璃纖維層會換上嶄新的材料,Jean-Philippe說W-Cone是創辦人Mahul的發明傑作,那已經是二十多年前事了,Mahul還年輕,沒有把材料也一起放入商標註冊,所以也可以仿造使用玻璃纖維,所以Focal研究出新一代的高硬度、輕質量薄膜材料,準備取代玻璃纖維,而新材料會先應用在入門級產品上,時間大約就是明年,Jean-Philippe說屆時他一定會親自來台,向台灣的音響迷介紹嶄新材料的W-Cone,且讓我們拭目以待Focal的新突破。

廠商資訊

名稱:音寶
電話:02-27865298
地址:台北市南港區成功路一段32號1樓
網址:www.focal-jmlab.com.tw


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