de.wedoany.com-Bericht: Sonion ist ein weltweit tätiges Unternehmen, das Miniaturkomponenten für Hersteller von Hörgeräten und professioneller Audiotechnik liefert. Seine Wandler werden von den meisten großen globalen Hörgerätemarken eingesetzt. Michele Colloca, Leiter der Technologieentwicklung des Unternehmens, erklärt: „Unser Ziel ist es, Partner unserer Kunden zu sein, nicht nur ein Zulieferer.“ Sein Team in den Niederlanden und Vietnam nutzt Simulationen, um die Forschung und Entwicklung zu unterstützen und die Funktionsweise von Sensoren durch Modellvalidierung zu erklären.
Die aktuelle technologische Entwicklung bei Hörgeräten konzentriert sich auf die Verbesserung der Sprachverständlichkeit in komplexen Geräuschumgebungen, die Unauffälligkeit des Gerätedesigns, die Erhöhung der Langlebigkeit und die Senkung der Nutzungskosten. Auf der Ebene der Komponentenentwicklung müssen Wandler sowohl Miniaturisierung, niedrigen Energieverbrauch und geringe Verzerrung vereinen, als auch Störungen durch mechanische Vibrationen sowie magnetische und akustische Rückkopplung unterdrücken. Aus der Simulationsperspektive weisen solche Geräte gekoppelte Mehrphysik und nichtlineare Eigenschaften auf. Die Optimierung elektrischer Feldparameter kann die akustische Leistung beeinflussen, weshalb die Suche nach einem Gleichgewichtspunkt ein entscheidender Aspekt in der Entwicklung ist.
Sonion nutzt die Software COMSOL Multiphysics, um virtuelle Prototypen zu erstellen und die Leistungsveränderungen von Balanced-Armature-Empfängern in Umgebungen mit starken externen Magnetfeldern zu bewerten. Beispielsweise können Magnete in Ladeboxen den Magnetkreis im Empfänger stören. Simulationsergebnisse zeigen, dass die Überlagerung externer magnetischer Flüsse den magnetischen Widerstand verändert und ein Entmagnetisierungsrisiko birgt. Ein weiterer Fall betrifft die Endkorrektur für ein Modell mit konzentrierten Elementen. Das Team quantifizierte durch thermo-viskose akustische Simulationen die Unterschiede in den Endkorrekturfaktoren für akustische Masse und akustische Impedanz.
Das Team ersetzte voll gekoppelte Finite-Elemente-Modelle zur Charakterisierung von Gehörgangsimulatoren und Schallleitungen durch Zwei-Tor-Netzwerke, was die Rechenkomplexität erheblich reduziert. Colloca weist darauf hin, dass virtuelle Prototypen physikalische Prototypen zwar nicht vollständig ersetzen können, aber nach Modellvalidierung effektiv zur Auswahl von Designkonzepten beitragen. Die Erstellung eines virtuellen Prototyps für ein einzelnes Designkonzept dauert etwa 7 Stunden, während die Herstellung und Prüfung eines traditionellen physikalischen Prototyps durchschnittlich 40 Stunden in Anspruch nimmt. Die Simulation steigert die Effizienz der Einzelkonzeptvalidierung somit um etwa das 5,7-Fache.
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