Jossain kohtaa autohifistin elämää mieleen alkaa aina väkisinkin hiipiä mitä mielikuvituksellisempia tapoja toteuttaa asennuksia. Vaivannäöstä riippumatta. Sitä ikäänkuin haluaa haastaa itsensä täysin uusilla tavoilla ja tekniikoilla hakien jotain sellaista, mitä ei itse, tai kukaan muukaan ole vielä koskaan toteuttanut. Tehdä se yksi täydellinen asennus, tai asennuksen yksityiskohta, minkä ainakin itse uskoo olevan parasta, mitä voidaan kyseiseen kohteeseen toteuttaa. Tässä artikkelissa pääosaa esittää järjettömältä tuntunut ajatus, joka sitten pitkien vaiheiden jälkeen jalostui satakiloiseksi subbarikoteloksi.
Teksti ja kuvat: Tom Hietaharju
Teoreettisesti täydellinen subbarikotelo on äärimmäisen jämäkkä ja kuollut rakenteeltaan ja elementtien kartioiden liike-energia ei saisi siirtyä kotelon rakenteisiin. Tämä tarkoittaa käytännössä kahta asiaa. Kotelon seinämien on oltava sidottuina toisiinsa, jolloin kotelon sisällä vallitseva yli– tai alipaine ei pääse liikuttamaan seinämiä. Toisekseen kotelolla on oltava riittävästi omaa massaa, jolloin sen oma resonanssitaajuus on riittävän alhainen ja kotelo ei soi, eikä väritä subbarin tuottamaa ääntä millään tavalla.
Toisinaan vain kotelon sisällä oleva rimoitus tai tukirakenne ei ole mitenkään esteettinen, mikäli koteloon halutaan tehdä ikkunoiden kautta näkyvyys, eikä se välttämättä myöskään palvele akustiikallisia seikkoja kovinkaan hyvin.
Toki on monia muitakin asioita, joita tulee ottaa huomioon ja tulemmekin sivuamaan niitä tämän artikkelin sisällä monelta eri kantilta. Hyppää siis mukaan seuraamaan, miten yhdestä hullusta päähänpistosta syntyy todellinen tuote. Hyvien ja huonojen puolien kera.
ERILAISIA RAKENTEITA
Hiekan ja lasikuituhartsin sekoitus, eli tuttavallisemmin hiekkahartsi oli yhteen aikaan suuri hitti subwoofer koteloita jäykistämään. Siinä on paljon hyvää, kuten muun muassa lisääntynyt massa, erittäin ilmatiivis pinta ja superkova rakenne. Mutta huonoa siitä tekee sen epäakustinen ääntä heijastava kova pinta. Siksi hiekkahartsattu kotelo pitäisikin käsitellä sisältä jolloin akustisesti pehmeämmällä ja paremmalla materiaalilla, sillä muutoin lopputuloksena voi olla ikävästi kumiseva subbari.
Tämä sama koskee myös metallista valmistettuja koteloita, ehkä jopa vieläkin suuremmassa määrin, sillä raaka metallipinta värittää aina subbarin toistoa.
Ja jos oikein hiuksia lähdetään halkomaan, niin samoin kaikki kovapinnoitteiset levymateriaalitkaan eivät ole akustisilta ominaisuuksiltaan sitä parasta rakennusmateriaalia ilman jonkinasteista jälkikäsittelyä.
No entäpä sitten sisäinen rimoitus? Se on usein helpoin tapa jäykistää koteloa, mutta ilman massan lisäystä kotelo siltikin usein soi ja selvästi elää kartion liikkeiden tahdissa. Toki tekmällä koteloiden seinämistä riittävän paksut, laittamalla sisäisen rimoituksen ja niiden lisäksi hiekkahartsia, jonka päällystää vaimentavalla akustisella materiaalilla. Näin saadaan varmasti aikaan jäykkä, lähes resonoimaton ja hyvin toimiva kotelo.
Tästä se ajatus sitten lähtikin. Mitä jos kotelon seinämät omaavat multikerrosrakenteen, hiekkahartsi laitetaan seinien sisään ja muodosta tehdään mahdollisimman epäsymmetrinen? Ja kaiken tämän lisäksi huolehditaan siitä, että rakennusmateriaalit ovat akustisilta ominaisuuksiltaan parasta mahdollista?
KÄYTETYT RAKENNUSMATERIAALIT
Ensin alkuun lähdettiin huolellisella suunnittelulla. Kotelosta tulisi kuitenkin asiakastyö, joten lopputuloksen täytyisi olla hyvä. Muuten projektiin saatiin niin sanotusti vapaat kädet ja tarpeeksi venyvä aikatalu, sillä kotelo tultaisiin rakentamaan muiden töiden lomassa ja aikaa tulisi silloin väkisinkin vierähtämään reiluhkosti.
Rakennusmateliaaliksi valikoitui vaneri, muttei kuitenkaan se perinteinen kovapintainen versio, vaan pehmytkuituisesta puusta valmistettu sellainen. Tämä on rakenteeltaan huomattavasti suomalaista koivuvaneria hötömpää, ilmavampaa ja ennen kaikkea kevyempää. Sen akustiset ominaisuudet ovat jo sellaisenaan erinomaiset, ihan jopa täysin tyhjässä kotelossa. Ainoastaan kevyt massa on sen heikkous.
Vaneria hankittiin lähinnä 24 ja 10 millimetrin vahvuisina ja varastoon asettui pari täyttä levyä kumpaistakin. Lisäksi ennestään varastosta löytyi MDF levyä eri paksuuksilla, sillä jotain osia tultaisiin valmistamaan myös siitä.
Näiden lisäksi ostettiin pehmytkuitupuusta leikattua kakkosnelosta kolme täyttä salkoa, joista kukin noin kolmisen metriä pitkiä. Hienoa hiekkaa hankittiin yksi 25 kilon säkki, jonka raekarkeutta pienennettiin siivilöimällä se hienommaksi.
Lopuksi sitä yhtä tärkeintä, eli hartsia hankittiin 15 kiloa, sillä kotelon suuren koon vuoksi hartsin menekki tulisi myös olemaan suurta. Kotelo tulisi toimimaan kotina kahdelle Venturen kymppituumaiselle subbarille, jotka ovat tuttuja kotiaudion puolelta, mutta nämä kyseiset yksilöt oli modattu autokäyttöön sopiviksi. Win ISD ohjelma laski sopiviksi suljetuiksi koteloiksi 40 litraa elementtiä kohden, joten mistään aivan pienestä laatikosta ei ollut kyse. Sisätilavuus haluttiin kuitenkin pitää optimaalisena ja Q-arvo lähellä ihanteellista 0.7 arvoa, jolloin litroja kertyi väkisinkin perinteisiä autoelementtejä enemmän. Mutta entuudestaan koettuna Venturet soivat huomattavasti vapautuneemmin ja tarkemmin suuremmassa kotelossa, kuin siinä aivan pienimmässä mahdollisessa.
RAKENTEEN IDEA JA KÄYTÄNNÖN TOTEUTUS
Tarkemmat rakennus- ja työvaiheet löydät kuvatekstien yhteydestä.
Liikkeelle lähdettiin rakentamalla ensin kotelon runko takaseinää lukuunottamatta 24 millimetrin vanerista, jolloin voitiin hahmottaa paremmin lopullinen muoto ja koko. Kotelo tulisi sijoittumaan Audi Q5:sen konttiin, joten muutamia mittoja ja muotoja tuli ottaa huomioon koteloa tehdessä. Tästä syystä pohja ei esimerkiksi ole tasainen, vaan taka-alakulmasta viistetty, jolloin se seuraa auton kontin lattian muotoa. Kun kotelon runko oli kasassa, kotelon sisälle tehtiin rimoitus 10 mm pehmytkuituvanerista. Rimoitus tehtiin kiertämään reunoja ja näiden tarkoitus oli toimia sekä upotteena hiekkahartsille, että kiinnitysalustana sen peittävälle peitelevylle. Näin lopullinen seinämäpaksuus asettui 46 millimetriin. Mitattua paksuutta. Tämä oikeastaan siksi, että Indonesialainen pehmytvaneri on paksuudeltaan ilmoitettua jytympää ja 24 millimetriä on käytännössä 26 samaista yksikköä paksua. Mutta paksuudella tässä projektissa ei ollut niin suurta merkitystä, sillä kotelosta oli joka tapauksessa tarkoitus tehdä erittäin jämerä ja paksumpi on siinä kohtaa aina ohutta parempi.
Hiekkahartsin menekki yllätti, sillä vaikka sitä valettiin vain sentin paksu kerros, sitä kului yllättävän paljon suuresta pinta-alasta johtuen. Sillä jokainen seinämä sai sisälleen saman käsittelyn. Tätä myöden painokin karkasi ajatellusta melko reilusti, joten koteloa ei ainakaan voi moittia massan puutteesta. Valmis kotelo elementteineen tuli painamaan aika lailla tasan 100 kiloa ja kyytiin nostaminen vaatii kahden raavaan miehen ponnistelun. Oman vaikeutensa tulee tekemään myös verhoilun toteutus aikanaan, sillä näin painavan kotelon pyörittely pöydällä ei ole enää lasten leikkiä. Verhoilu voidaan onneksi suorittaa ilman elementtejä, mutta siitäkin huolimatta kotelo tulee painamaan tyhjänä noin 75 kiloa.
Viimeisin innovaatio, oli suunnitella ja tehdä pehmytkuitupuusta akustinen diffuusori kotelon sisälle, jonka tehtävänä on rikkoa kotelon sisälle muodostuvia ääniaaltoja ja tappaa kaikuja. Testikotelon perusteella tuo idea tuntui toimivan niin hyvin, että se päätettiin valjastaa käyttöön. Diffuusori myös lisäsi seinien paksuutta entisestään, joten rakenteesta tuli todella kuollut.
URAKAN LOPPUMETRIT
Seinien sisään valettu hiekkahartsi toimi odotetusti. Se teki seinien elämisestä erittäin minimalistista ilman kotelon sisään asennettavia tukirimoja. Lisääntynyt massa puolestaan laski resonanssitaajuuden niin alas, ettei kotelo käytännnössä soi ollenkaan. Suurellakin äänenvoimakkuudella vastaavalla tavalla tehty testikotelo tuntui käteen todella kuolleelta.
Onnistuiko kotelo sitten suunnitellusti? Kyllä ja ei. Sen akustinen toiminta oli juuri sitä, mitä tehty testikotelo antoi odottaa, mutta jopa paremmissa määrin, sillä tuplaelementtien V-seinämärakenne jäykisti koteloa entisestään. Kotelo ei väritä subwooferin toistoa ja minkäänlaisia resosointeja ei ollut havaittavissa. Käytetyt materiaalit osoittautuivat myös onnistuneiksi valinnoiksi ja kotelolle ei loppujen lopuksi kertynyt aivan mahdottomasti hintaa.
Miinuspuolella voidaan mainita oikeastaan vain yksi painava seikka. Kirjaimellisesti painava, sillä kotelon massa ylitti reilusti ajatellun. Hiekkahartsin paino nousi sen menekin takia yllättävän suureksi. Jos nyt pitäisi jotain tehdä toisin, niin tekisinkö? Todennaköisesti en. Tällainen kotelorakenne teki toistosta niin tarkkaa ja kontrolloitua ja kotelon vaikutus toistoon oli erittäin vähäistä värittymien osalta, että se maksoi kaiken sen vaivan ja painon. Ikkunoiden laitto koteloon tuli aivan loppumeterillä mukaan, sillä puinen diffuusori haluttiin näkyvän kontissa. Ikkunoista tehtiin kuitenkin sen verran pienet, etteivät ne vaikuta toistoon lainkaan. Materiaaliksi valittiin 10 millimetrin laminoitu lasi, joten se on taatusti yhtä jäykkää, kuin kotelon seinämätkin.
Mutta tekisinkö samanlaisen kotelon uudelleen? En missään nimessä. Työmäärä oli valtava ja aikaa meni pieneen nypertämiseen paljon enemmän, kuin osasi edes arvioida. Pehmytpuisia diffuusorikuutioita valmistettiin kotelon sisään lähes 550 kappaletta, joista jokainen yksitellen sahattu ja käsin hiottu, sekä mitattu sopimaan kuviointiin. Näiden lisäksi kaikki muu työmäärä odotteluineen, kun hartsivaluja kertyi useita kymmeniä.
Tämä sadan kilon subwoofer jalostui hullusta ajatuksesta valmiiksi ainutkertaiseksi tuotteeksi ja sellaiseksi se tulee jäämään. Mutta kenties tulevaisuudessa tulen lainaamaan niitä parhaita puolia tästä rakennusprojektista seuraavaan hiukan pienemmällä työmäärällä syntyvään asiakastyöhön. Se voisi olla kokonaisuutena ajatellen paljon mielekkäämpää toteuttaa, kuin mitä tämä ikuisuusprojekti oli. Oppirahat on kuitenkin aina maksettava ja jokainen projekti lisää käsitystä akustiikan merkityksestä koteloita rakennellessa. Sen teki toden totta erityisesti tämä yksilö.
Verhoilu vielä odottaa valmistumistaan, joten valmiista kotelosta ei ole vielä kuvia, mutta valmiin lopputuloksen esittely tulee tapahtumaan aikanaan sosiaalisessa mediassa.
