Sound fast aus dem Nichts: Die TU Chemnitz hat mit auf Papier gedruckten Lautsprechern eine innovative Idee umgesetzt, die vielleicht gar nicht mehr so weit entfernt von einer Massenproduktion ist. Wir stellen immer mal wieder spannende Forschungen und innovative Produkte aus dem Audio-Bereich vor – heute werfen wir einen Blick auf Lautsprecher aus Papier.
Wie funktioniert ein auf Papier gedruckter Lautsprecher?
Neben Lautsprechern aus Gel oder einem sind Papierlautsprecher eine neue spannenden Entwicklung. Doch wie soll das genau funktionierten? Der Aufbau und die Funktionsweise des Tone-Paper oder auch T-Paper genannten Klangpapiers scheinen eigentlich ganz simpel. Zwischen Papier (oder auch Folie) werden zwei Schichten eines leitfähigen, organischen Polymers als Elektroden aufgebracht. Diese umschließen wiederum eine zentrale, piezoelektrische Schicht, die das Material aktiv in Schwingung versetzt. Durch die Luftverdrängung des Papiers entsteht dabei laut und deutlich der Ton. Das Trägermaterial kann herkömmliches Papier sein, das sogar beidseitig farbig bedruckbar ist. Die funktionalen Schichten im Papier können laminiert werden, um sie zu schützen.
Was ist Piezoelektrizität?
Der piezoelektrische Effekt beschreibt das Zusammenspiel von mechanischem Druck und elektrischer Spannung in festen Körpern. Piezoelektrische Materialien verformen sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung und können so mechanische Schwingungen ausführen. Zu diesem sogenannten inversen Piezoeffekt kommt es im gedruckten Lautsprecher. Erfahre mehr über Piezokristalle in Lautsprechern.
Bereits 2015 entwickelten Forscher der Technischen Universität Chemnitz auf diese Weise das sogenannte T-Book: ein Fotobuch mit unsichtbaren Lautsprechern in den Seiten. Sobald eine Seite umgeblättert wird, erklingen aufgenommene Audiodateien. Die Buchseiten sind genauso dünn, flexibel und bedruckbar wie herkömmliches Papier.
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T-RING: 360 Grad Sound aus Papier-Lautsprechern
Das T-Book entstand in einer halbautomatischen und aufwendigen Einzelbogenfertigung. In einem neuen Projekt widmeten sich die Forscher der Weiterentwicklung der Idee, hin zu einer Produktion, die günstiger, unkomplizierter und entsprechend massentauglicher ist. Das Ergebnis ist ein kreisförmiger Lautsprecher aus Papier: der T-RING. Durch den neuen Rolle-zu-Rolle-Druck können lange Lautsprecherbahnen entstehen, die sich beliebig weiterverarbeiten lassen – im Falle des T-RING zu einem kreisrunden Lautsprecher mit einem Umfang von fast vier Metern, der an einen übergroßen Lampenschirm erinnert. Durch sein geringes Gesamtgewicht von 150 Gramm ist dieser problemlos an der Decke zu befestigen und sorgt dort für 360-Grad-Sound wie von einer 7.1-Anlage.
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Der Prototyp des T-RING besteht aus insgesamt 56 gedruckten Lautsprechern, die sich praktisch unsichtbar machen und nur gegen das Licht durchs Papier hindurchschimmern. Alle beeindruckenden Ergebnisse hat das Projektteam der TU Chemnitz im Januar 2021 im Fachmagazin „Advanced Materials“ veröffentlicht.
Bereits jetzt erhältlich: Starke Lautsprecher von Teufel
Lautsprecher aus Papier für alle?
Der Projektleiter Dr. Georg C. Schmidt blickt optimistisch in die Zukunft des T-Papers: „Die Lautsprecher-Technik ist stabil, das Herstellungsverfahren funktioniert. Vielleicht können Endverbraucher die Systeme in drei bis vier Jahren kaufen.“
Einsatzgebiete sehen die Forscher bisher vor allem bei Messeständen oder in Museen sowie bei langen Korridoren in öffentlichen Gebäuden. Denn die Lautsprecher müssen nicht ringförmig angeordnet werden, sondern eine lange Lautsprecherbahn könnte sich auch an der Wand entlang erstrecken. Je nachdem, wie preisgünstig die gedruckten Lautsprecher tatsächlich produziert werden können, könnten sie also vielleicht in nicht allzu ferner Zukunft sogar in Wohnzimmern Einzug halten.
Smarter 360-Grad-Sound von Teufel: HOLIST M und RADIO 3SIXTY
- ▶ HOLIST M: Rundum gelungen, dieser Smart Speaker: Der HOLIST M sieht aus jedem Blickwinkel gut aus und klingt zudem immer perfekt. Das 3-Wege-System mit insgesamt 7 Tönern sowie einem Subwoofer sorgen für raumfüllenden Klang – dank Dynamore® Technologie in 360 Grad und alle Richtungen.
- ▶ RADIO 3SIXTY: Auch beim RADIO 3SIXTY ist der Aufstellungsort vollkommen flexibel. Es sorgt für besten Klang an jeder Position im Raum. Der integrierte Downfire-Subwoofer betont dabei auch die tiefen Töne. Zudem bietet es Speicherplätze für bis zu 150 Radiosender.
Weitere smarte Lautsprecher
Zusammengefasst: Wie funktionieren gedruckte Lautsprecher?
- Auf herkömmliches Papier werden zwei Schichten leitfähigen Polymers als Elektroden gedruckt.
- Zwischen diesen liegt eine weitere, elektrische Schicht. Diese aktiviert den Lautsprecher und bringt das Papier zum Schwingen.
- Wie bei einer Lautsprechermembran erzeugt das schwingende Material durch die Luftverdrängung Töne.
Titelbild: ©Jacob Müller. Quelle: Technische Universität Chemnitz.
Bild 1: ©Jacob Müller. Quelle: Technische Universität Chemnitz.
