3D 프린팅 기술을 활용한 음파 증폭 무지향성 스피커 구조 및 조형에 관한 연구 = A Study on the Research of Core Structure and Form for Nondirectional Sound Amplification Speaker through 3D Printing Technology

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Currently, 4th industrial revolution that were brought industrial development and manufacturing innovation, most electronic devices are being got miniaturization and emphasized in portability.
In addition, thanks to the development of communication technology and charging technology, we approach various contents using device that are wirelessly connected each other in various locations. Bluetooth speakers with rapidly increasing usage rate were also being developed according to miniaturization. But those can't avoid decreasing quality and volume of sound because miniaturization. To overcome these problem, the purpose of this study is developing nondirectional speakers that can amplify sound waves through changing the speaker's internal structure without additional speaker unit and electric power. For this, waveguide was devised with resonant frequency mechanism and sonic amplification core structure was designed with these waveguide. A comparative evaluation of the volume of a typical normal type speaker and a nondirectional speaker with sonic amplifier resulted in more average output of approximately 17dB above the 50Hz to 10,000Hz range corresponding to the hearing range. In addition, there's no significant difference between the two speakers in clarity and harmony of Sound. But, nondirectional speaker having sonic amplification structure was evaluated higher than common nondirectional speaker in diffusion and abundance of sound. Therefore, this study is meaningful that it demonstrated the possibility to improve the product's performance level through changes in the structure and formative elements.

국문 초록 (Abstract)

산업발전과 제조혁신으로 4차 산업혁명이 도래한 현재 거의 모든 전자기기가 소형화 추세에 있으며 휴대성이강조되고 있다. 또한 통신기술과 충전기술의 발달로 여러 기기를 무선으로 연결하여 다양한 장소에서 문서, 사진, 음악, 동영상 등의 콘텐츠를 활용하고 있다. 현재 보급률이 급상승하고 있는 블루투스 스피커도 소형화 추세에 발맞추어 발전하고 있지만 이를 통한 음질 및 음량의 저하는 피할 수 없는 현실이다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 별도의 스피커 유닛과 추가적인 전력 공급 없이 스피커 내부 구조의 조형적인 변화를 통하여 음파를 증폭시킬 수 있는 무지향성 스피커 개발을 목적으로 한다. 이를 위하여 공진주파수 원리를 이용한 음파 증폭 도파로를 고안하고 이를 활용한 음파 증폭 코어 구조를 설계하였다. 일반적인 전방향 스피커와음파 증폭 무지향성 스피커의 음량을 비교 평가한 결과 가청 주파수 영역에 해당하는 50Hz~10,000Hz 음역대에서 평균 17dB 정도 높은 음량이 출력되었다. 또한 피험자를 대상으로 한 사용성 평가에서는 음의 선명함과 조화로움의 항목에서는 두 스피커 간 유의미한 차이는 없었으나 음의 확산 그리고 풍부함 항목에서 코어 구조를 탑재한 음파 증폭 무지향성 스피커가 전방향 스피커보다 높게 평가되었다. 그러므로 본 연구는 제품의 구조와 조형적 요소 변화를 통해 제품의 성능 수준을 향상 시킬 수 있다는 가능성을 검증한 것에 의의가 있다.

참고문헌 (Reference)

• 1 손석, "휴대용 블루투스 스피커 디자인에 관한 연구" 한밭대학교 2016
• 2 한석우, "입체조형-이론과 실제" 미진사 1991
• 3 서준보, "유리로 마감된 건물내 중정의 음향성능 개선 및 평가" 원광대학교 2017
• 4 송경준, "메타물질 음파 증폭기"
• 5 "https://todo-3d.com/fdm-fff-modelado-deposicion-fundida/"
• 6 "http://www.ddaily.co.kr/news/article.html?no=135187"
• 7 "http://cafe.naver.com/eticguitar/34707"
• 8 "http://3dtoday.ru/blogs/dagov/repetier-firmware-general-settings/"
• 9 조병철, "3D 프린터를 활용한 부산 캐릭터 상품 제작의 효율성 연구" 신라대학교 대학원 2014