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노드 오디오(Node-Audio), 3D Systems(3D 시스템즈) SLS 3D 프린팅 기술로 스피커 제작

고품질 사운드 위해 선택적 소결 기술인 SLS 3D 프린터를 사용해 맞춤형 스피커 생산

[산업일보]
대부분의 하이파이(HiFi) 장비들이 라이브 성능 수준의 음질을 추구하지만, 이들 제품들 중 다수는 박스 스피커 형태와 매우 유사하게 제작된다. Node-Audio가 제작한 HYLIXA 스피커는 선택적 레이저 소결(SLS) 3D 프린팅 기술을 사용해 독특하고 복잡한 캐비넷 구조를 만들어 진정한 하이파이 사운드 산업의 혁신을 시작했다.
산업 디자이너이자 Node의 공동 설립자인 David Evans에 따르면, 이 혁신적인 스피커는 3D 프린팅 기술로 제작됐을 뿐만 아니라 디자인 자유도가 높은 적층 제조 기술로부터 영감을 얻었다고 한다.


노드 오디오(Node-Audio), 3D Systems(3D 시스템즈) SLS 3D 프린팅 기술로 스피커 제작


도전
대형 스피커의 성능을 갖추면서도 미적 만족도가 높은 최적화된 소형 하이파이델리티 스피커 개발해 제작

해결책
3D Systems의 선택적 레이저 소결방식인 SLS 프린터와 DuraForm® GF 소재를 사용해 시제품 제작 및 적층제조 기술 생산에 활용

결과
▲ 스피커 캐비넷 내부 내에서 1.6미터 회전하는 나선형 전송선 특허 출원,
▲ 유리 충전 나일론 소재의 음향 적합성
▲ 고급스러운 마감 처리를 위해 가공 및 도장 가능한 고품질 표면 마감.
▲ 독특한 디자인과 역동적인 스피커 제품으로 하이파이 오디오 업계에 인정.

고부가가치 제품 생산의 기회 포착
산업디자이너 애슐리 메이와 데이비드 에반스가 하이파이 세계로 진출하게 된 것은 지금까지 불가능했던 일을 할 수 있는 기회를 봤기 때문이다. 생산공정에서 3D 시스템즈의 SLS 3D 프린터를 사용할 수 있게 되면서, 이들은 적층기술을 활용한 고부가가치의 고성능 제품을 고안해냈다.

"이 기술은 디자이너인 우리에게 새로운 시작과 같았습니다"라고 에반스가 말했다. "우리는 그동안 기존의 제조 방식에 국한해 디자인하는 방법만 생각하고 있었습니다. 반면, 적층제조 기술은 기존 방식에 대한 모든 생각을 허물고 우리의 상상력을 열어주었습니다."

3D 사운드 시뮬레이션을 사용한 설계 반복
에반스와 메이는 산업 디자인 컴포넌트를 관리하면서 새로운 스피커 기술 개발을 추진하기 위해 음향 엔지니어의 도움을 요청했다. 그들의 비전은 아름답고 조각적인 디자인과 생생한 사운드 음질의 스피커를 만드는 것이었다.

개발 프로세스는 에반스와 메이의 3D 설계로 시작됐으며, 이 설계는 전문화된 3D 오디오 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 다음 스텝에 대한 정보를 제공했다. 시뮬레이션 결과로 팀이 추구하는 수준의 사운드를 확인한 후, 그들은 프로토타입을 제작하고 개선을 통해, 마침내 Node의 대표 제품인 HYLIXA를 출시하게 됐다.

HYLIXA 스피커는 특허 출원 중인 나선형 전송 라인이 있는 원뿔형 캐비닛 디자인이 특징이며, 캐비넷 내부 주위로 음향 전송 라인이 1.6m나 회전한다. 이 음향 라인은 전용 베이스 드라이버드부터 가운데를 지나 스피커를 중심으로 원형 통풍구를 통해 소리를 방출한다.

둥근 캐비넷은 단일 부품으로 설계되고 제조되기 때문에 회절(음 정밀성 붕괴)을 발생시킬 가장 자리가 없습니다. 이 구조를 통해 부드러운 사운드 트래블과 향상된 청취 경험을 가져다 줍니다. 하이파이 뮤직 기어 웹사이트 The Ear에 대한 리뷰에 따르면, “대부분의 스피커와는 정반대로 음악이 복잡해질수록, [HILIXA] 스피커의 사운드가 더 잘 들립니다”

노드 오디오(Node-Audio), 3D Systems(3D 시스템즈) SLS 3D 프린팅 기술로 스피커 제작
음악이 복잡해질수록, 더 좋은 사운드를 구현하는 HILIXA


설계 및 생산 분야의 기술 극대화

HYLIXA 스피커의 생산 및 프로토타이핑은 3D 시스템즈 sPro™ 60 SLS 프린터에서 제작된다. 두 개 세트로 판매되는 스피커는 각각 프린터의 381mm x 330mm x 460mm 빌드 볼륨 내에서 별도로 제작된다. Evans는 팀이 프린터 빌드 내에 스피커 캐비닛내 다른 구성품을 배치해 각각의 생산율을 최대화한다고 말했다.

HILIXA스피커 캐비닛과 프론트의 칸막이 소재는 유리 충전식 엔지니어링 플라스틱인 DuraForm® GF로 제작돼 가공 및 도장 가능한 우수한 표면 마감을 제공한다. 디스플레이 스피커 제조업계의 선두자인 Node는 체계적인 후처리 방법을 통해 부품에 남은 소재를 제거하고 고객이 요청한 HILIXA 스피커 캐비넷 표면을 처리한다.

"우리는 프로토타이핑 과정을 통해 DuraForm GF가 실제로 음향적으로 매우 잘 작동한다는 것을 알게 됐습니다."라고 Evans는 말했다. "이 소재는 거의 세라믹과 같은 품질을 가지고 있어서 구조적으로나 음향적으로 우리에게 큰 도움이 됐습니다. 디자이너로서 우리는 SLS 기술을 자유롭게 활용해 내부 구조를 만들 수 있을 뿐 아니라 뛰어난 사운드만큼 미적으로 아름답게 디자인할 수도 있었습니다."

Evans는 "3D 프린팅 한 모든 부품은 다 이유가 있습니다."라며 "이 SLS 3D 프린팅 기술을 이용해 제품을 개선하고, 기존 제작 기술의 한계를 뛰어 넘도록 도전했습니다."라고 말했다.

노드 오디오(Node-Audio), 3D Systems(3D 시스템즈) SLS 3D 프린팅 기술로 스피커 제작
고객의 취향에 따라 다양한 사용자 지정 마감 옵션을 제공하는 HYLIXA 스피커


미래형 제품에 대한 업계 반응

2019년 HYLIXA를 출시한 노드는 편견 없는 피드백을 위해 여러 쌍의 스피커를 하이파이 업계 전문가들에게 보냈다. 출판사 Hi-Fi+는 "radical", "unusual", "sufficient"와 같은 설명 외에도 "놀라운" "거의 믿을 수 없는" 이라는 문구로 스피커에 대한 평을 내놓았다. 이에 대해 에반스는 "솔직히 우리가 처음 기대했던 것보다 훨씬 더 좋은 피드백을 받았다"고 말했다.

업계에서 신뢰를 얻은 Node는 이제 더 많은 역량을 갖추게 됐고 성장을 모색하고 있다. Evans는 앞으로 다가올 일은 현재도 여전히 ‘가장 중요한 비밀’이라고 말하지만, 노드는 여전히 적층제조 프로세스에 전념하고 있다. 이전에 시도 하지 않았던 기술을 통해 차별화를 꾀하는 회사 전략은 앞으로도 필수적인 부분이 될 것이다.
김우겸 기자 kyeom@kidd.co.kr

국제산업부 김우겸 기자입니다. 독일과 미국 등지의 산업현안 이슈들을 정확하면서도 신속히 보도하겠습니다.

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