Laser-patterned polymer film stacks for sound absorption
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-08-29
Department
Major/Subject
Functional Materials
Mcode
CHEM3025
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
61+16
Series
Abstract
Development of new and innovative acoustical materials has raised interest as the harmful effects of noise have become better understood. Many commonly used sound absorbing materials have flaws regarding their manufacturing or use and as such, more sustainable materials and methods are explored in hopes of replacing them. This thesis aims to show that laser ablation could be a potential chemical free method for fabricating sound absorbing structures. Polymer films were used as the basis of these structures as affordability, recyclability and varying physical proper-ties can extend the applicability and scalability of the obtained solutions. Acrylic glass samples (PMMA) were patterned with a laser micromachining tool and their sound absorption properties were measured using the impedance tube method. Large scale feasibility study was conducted with a sound pressure level measurement. The results show that stacks of these patterned films can absorb sound effectively and reduce the transmitted sound by even 30 dB in the frequency range of 2-5 kHz where the human ears are the most sensitive.Uusien akustisten materiaalien kehitys on nostanut suosiotaan sen jälkeen, kun melun haitalliset vaikutukset ovat tulleet paremmin ymmärretyiksi. Monien tavanomaisten äänieristykseen tarkoitettujen materiaalien valmistuksessa tai käytössä on olemassa ongelmia, jotka ovat itsessään kiihdyttäneet uusien kestävän kehityksen periaatteita noudattavien materiaalien ja valmistusmenetelmien kehitystä. Tämän työn tarkoituksena on osoittaa, että laser ablaatiota voitaisiin käyttää kemikaalivapaana työstömenetelmänä ääntä eristävien rakenteiden valmistukseen. Polymeerikalvot valikoituvat näiden rakenteiden materiaaliksi, sillä niiden edullisuus, kierrätettävyys ja muut edulliset fysikaaliset ominaisuudet voivat auttaa valmistettujen rakenteiden suureen mittakaavaan skaalauksessa ja täten laajentaa potentiaalisten käyttökohteiden kirjoa. Akryylilasisia (PMMA) näytteitä valmistettiin käyttäen hyvänä laser mikrotyöstö työkalua ja näiden näytteiden äänieristyskykyä mitattiin impendanssiputki menetelmällä. Skaalauksen kannattavuutta tutkittiin äänenpaine mittauksen avulla. Saadut tulokset kuvioitujen kerrosrakenteiden osoittavat niiden kykenevän tehokkaaseen äänieristykseen pienessä ja suuressa mittakaavassa ja jopa 30 desibelin äänenvaimennusta voitiin havaita 2-5 kilohertsin alueella, jossa ihmiskorva on herkimmillään.Description
Supervisor
Franssilla, SamiThesis advisor
Jokinen, VilleKeywords
sound absoprtion, laser ablation, laser micromachining, laser patterning, polymers