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平板耳机电声科普杂谈(一)——是什么与为什么(下篇)

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发表于 2024-8-13 21:54 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自 广东东莞
本帖最后由 endgame 于 2024-8-13 21:54 编辑


Endgame声明:作者老哥两个月前借去了几个不同型号的ZMF耳罩,
原以为会过来分享几句折腾耳罩的心得,没想到是沧海一粟呀,看完直呼爽快,硬核,非常硬,干货,太干了!
绿坛编辑格式花了好几小时,吐个槽。此番大作不常看到!

(原作者:炎栊轩主梼昧狂客)

P.S - 文字贴图已达上限,这是文章(一)的下篇






3. 薄膜振膜、线圈制造工艺、线圈布局、阻抗

平板耳机的振膜非常讲究,首先要轻、薄,然后能承受一定的发热(线圈工作会发热),有一定的弹性(实现较低的F0,满足低频表现),线圈能稳定的附着上去

从这些要求来说,T50采用的Kapton薄膜显然落伍了,这种材料并不少见,搜一下高温胶带,那种褐色半透明的材料就是Kapton薄膜。目前常见的材料有这么几种——PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)、PU(聚氨基甲酸酯)、PAR(聚芳酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇脂)等等,没必要记啊,简单说就是——各种聚酯塑料。它们做成的薄膜比当年的Kapton薄膜轻薄很多,但要说是否达到HIFIMAN吹的那个纳米级别,也有点扯淡

首先,我们给一个参考——STAX SR-009静电耳机振膜厚度是0.9μm900nm,你可以说它是纳米振膜,但“亚微米”的说法可能更准确一些。然后,我们要注意——静电耳机是没有线圈的,所以009的振膜就是0.9μm厚。但平板耳机有线圈的,对吧?总厚度必然是微米级别了。

静电耳机是无法直接看到振膜的,你看到的是极板和防尘网

这里可以给一个大概参考,主流的平板耳机一般在m2000nm)左右,LCD-5、大都会是最薄的0.5μm,飞傲FT5稍厚一点mHIFIMAN就是玩了个文字游戏,反正几千上万纳米也叫纳米对吧?
但不得不说,即便算上线圈,现代平板耳机振膜厚度也明显小于动圈单元,达到了接近静电耳机的水平。轻薄的振膜意味着可以快速振动,高频响应优秀,这点从实测也能看出来,失真低,大幅度减少分割振动(break-up),相位一致性也很好。这就是科技和供应链的进步,让平板耳机这种构架展现出了真正的优势,也由此衍生出“平板耳机的技术崇拜”。

我不反对技术崇拜,但是有时候得加点钱,不是说用了平板单元就怎么怎么样的。

比如HE400这种偷工减料的廉价货,你听着它有高频细节层次吗?糊成一坨好吗?还有就是——“买新不买旧”,十来年前的知名型号,像HE6、初代Abyss1266、LCD-2这种就别折腾了,请相信工业的进步。所谓黄金线圈什么的,胶水粘金箔的操作过于落伍了,听说初心之声搞了一个靶溅射的黄金线圈,倒是有点意思。

另外,最近还看到一个新玩法——SIVGA P2PRO的单元。通常平板耳机振膜外观都是透明的,但P2PRO展示的照片是白色不透明的,他家官方说的又不是特别详细,大概推测是——给振膜加了一个镀层,这种玩法在动圈单元上毫不稀奇,平板耳机还是第一次见。

线圈制造工艺的进步可谓巨大,T50的工艺类似于PCB电路板,即菲林印刷工艺。很经典,现在也还有DIY玩家用柔性电路板组装平板单元。但这种振膜太厚了,对比静电耳机,声音完全不是那么回事。

传统工艺大概是这样——先将塑料振膜与金属导体结合,粘贴金属箔或整面电镀均可,然后通过化学药剂蚀刻或激光雕刻去掉不需要的部分。这里又要拿出Edition X鞭尸了,线圈像狗啃的一样,粘贴的金属箔还会掉,新型号能强点,没这么菜了。



现在流行的纳米级半导体工艺实际上就是用上深紫外光刻机了,可以概述为——菲林印刷+高温电镀。没有药剂蚀刻或激光雕刻那一步,一次性直接成型。精细度高很多,因此能做那种特别细的线圈,比如汤师爷的那个超高阻平板单元,就是这么做出来的。

线圈工艺要求厚度均匀、走线干净,是一个很依赖供应链和工业技术的事,不过线圈布局、阻抗、圈数多少就没有一定之规了。

M型走线是经典设计,按照FOSTEX的说法——与螺旋形走线相比,对振膜的控制力更好。这里展示一张磁力图看着就很明显了,磁铁并排安放,两块磁铁中间的空隙位置磁力较强,线圈从此穿过,绕来绕去之后就形成了一个M型走线。

ZMF Caldera的前面板、振膜和后面板

螺旋形走线的磁铁布局与此不同,日系厂商如YAHAMA从当年的YH-1到现在的YH-5000SE,一直坚持螺旋走线,但新品堪称致聋神器,高频巨亮,不知道是否和这种设计有关。然后,二者杂交还有一个特例——MEZE Elite,磁铁和线圈都是分区布局的。






M型走线的基础上,具体线圈布局还可以进一步分成两派——线圈布满振膜、只在有效部位安排线圈。
这里创造的新名词就多了,比如线圈布满振膜的设计,水月雨称之为“FDT全面驱动技术,只在有效部位安排线圈的设计,初心之声称之为悬浮线路。关于这个问题,我是从另一个角度考虑的,振膜材料是各种聚酯塑料,导体材料是金属箔片,他俩的特性肯定不一样,对吧?这么看来,线圈布满振膜的设计中,振膜整体的一致性可能会更好一些?Abyss1266的振膜就是这样,无效部分也布满金属箔片,可能有这方面的考量。


Abyss 1266的振膜

阻抗完全不必纠结,灵敏度才是关键,只要有强力的放大器,阻抗高低那都不叫事。而且与动圈耳机不同,卷绕音圈是有电感的,平板耳机的平面线圈近似于纯电阻负载,短而粗的线圈做出来就是低阻,长而细的线圈做出来就是高阻

低阻要求放大器瞬间电流要跟上,高阻则需要更高的驱动电压,台机做到这两点难度都不大,非要用便携设备玩的话,那就别选阻抗太低的。现在的便携设备,高电压输出很简单,但持续高电流就很难了,机器过热、供电限流之类的问题,很好理解吧?关于放大器的选择判定问题,后面会结合具体产品进行分析和介绍。


耳放输出功率有用,但如何解读,不是单纯比数字大小的事

线圈材质也不用纠结,厂商不差那点金属导体成本,哪怕是贵金属,二次回收利用也不是什么新闻吧。

铝线圈用的多是因为铝密度小足够轻,动圈耳机中,镀铜铝线圈就很常见。为了高导电率,纯银或银合金也很常见。纯金的导电率并不是很高,但音色很特殊,高级MC唱头采用纯金线绕制线圈,就是要这个特殊音色。不过,金的密度很高,比较沉,这就和平板耳机轻薄的振膜要求相悖了。


范登豪 the condor,纯金线圈,纯金导体在HIFI产品中的应用并不少,没见过不等于这是玄学

厂商在选择线圈材料的时候需要综合考量,成本因素肯定有,但对于良品率较低的平板单元来说,永远是工比料贵在哪省成本都行,就是振膜钱不能省。毕竟磁铁拉胯顶多灵敏度低,一帮人还能开脑放自我安慰,塑料外壳喷个好看的漆面也不会有大问题,唯独振膜不行,那就是真的不行了。


三、振膜褶皱的由来和耳机寿命的判断


早期平板耳机其实没有振膜褶皱的烦恼,T50采用的Kapton薄膜虽然不够轻薄,但足够坚挺,而且耐高温。振膜出现褶皱的原因有3

1. 振膜本身变形了。
2. 单元支撑结构变形了
3. 振膜上的应力不均衡。

这些原因还可以往下分,比如振膜变形,可能是高功率驱动导致线圈发热,振膜受热变形,被狂暴驱动过的平板耳机有可能出现这个问题。也可能是气压不平衡,挤压振膜造成褶皱,此问题通常见于耳罩气密性较高的耳机,比如AUDEZE的产品,完全不打孔的皮质耳罩,快速粗暴摘戴或佩戴耳机时从外侧挤压耳机都可能引起振膜褶皱,严重时甚至会导致振膜破裂。(更换第三方耳罩的时候也应当注意,耳罩气密性越高,摘戴时就要越注意轻拿轻放,静电耳机也是同理)


AUDEZE振膜褶皱的问题,和耳罩关系很大,全皮且不打孔


静电耳机摘戴的时候也要注意,不要粗暴操作

单元支撑结构变形则是厂商的锅——结构设计不合理,由于磁铁的磁极是相对放置的,所以固定磁铁的前后面板一直都在受力。框架强度不够、固定方式不合理等因素都会导致支撑结构变形,连带着振膜框架也变形了,因此振膜出现褶皱。这问题无解,耳机换新都没用,只能换个厂商了。

振膜应力不均衡具体可以分成两类,首先是某些厂商追求较低的F0,希望以此实现较好的低频表现,但膜片不够薄、弹性又不够好,那就只能将振膜固定的松弛一些了,使用一段时间后就很容易出现振膜褶皱。解决办法也只能是“下一个”。另一种情况则是耳机单元随使用时长逐渐老化,但振膜不可能所有的老化形变都同步,因此出现应力不均衡的现象,此问题根据不同的线圈布局有不同的体现,有的明显一点,有的不太明显,这个问题也是无解的,但由于自然老化带来的振膜褶皱一般不会造成明显影响

如何判断振膜褶皱的影响?

很简单,首先,是否偏音或破音其次,摘戴耳机的时候,能否听到振膜褶皱发出的异响,一种类似塑料袋哗啦哗啦的响声。如果能听到,那就准备返厂维修吧,反之则不必在意。

很多人还会纠结——振膜褶皱和耳机寿命的关系

这个问题我特意咨询了厂商,答案是——不必过分在意,以偏音、破音、异响作为判定标准即可

现代工艺聚合物振膜耐久性是没有问题的(静电耳机最怕的是受潮,电容话筒也是同理),但由于振膜是活动部件,反复振动后的老化是正常的,而老化往往又是不均匀的。换句话说,平板耳机出现轻微的振膜褶皱是可以接受的,动圈单元也会老化,只是不像振膜褶皱肉眼可见,煲机(run-in、burn-in)其实就是电声新品快速老化进入稳定状态的意思。

损坏的原因要么是设计不当(找厂商售后掰扯吧),要么是使用不当(比如高功率音圈过热),某些平板耳机灵敏度确实比较低,但这不等于它的承载功率就足够高,也不等于狂暴输出就能拯救垃圾耳机。其他的类似“轻拿轻放、头发没干不要听耳机、不要用除清水外的溶剂擦拭耳机”等等,则是几乎所有HIFI耳机共同的要求,就不再赘述了。


四、耳罩的可玩性和折腾的意义

耳罩是平板耳机调音的重要手段,而且是玩家自己可操作的唯一调音手段。

我知道,必然有朋友会提到换线,对于多路分频的混合式多单元耳塞,我不反对换线玩玩,但平板耳机不一样。前面说了,平板耳机近似于纯电阻负载,实际使用中,大多由低内阻放大器驱动,此时耳机线带来的那点电容负载的影响是很有限的,远没有耳罩的影响和提升大(某些特殊线材,比如JPS的铝合金耳机线,那玩意叫音染,带来的是差异,而非提升)。


JPS特有的铝合金导体线材

线材可以玩玩,但一定水平之后,就谈不上提升了,只能说差异

为什么折腾耳罩?这就要从平板耳机的设计说起——平板耳机的主流是开放式设计,而且开放程度普遍很高,某些激进的型号如SUSVARA UNVEILED干脆连后腔体的防尘网罩都不要了。

这玩意看着有点扯,但理论上还真能说得通。平板耳机具有轻薄的大尺寸振膜,相应的,后腔体结构件造成的气流反射和扰动都会对声音产生影响,我们可以参考X9000的设计,它的一个重要改进——背部结构件和防护网做了一个倾斜角度,也是为了减少这方面的影响。这就和动圈耳机的腔体调音是两回事了(玩阻尼调音的平板耳机也不是没有,比如Dan Clark AduioZMF,关于ZMF Caldera后面会单独谈一谈),但后腔能这么整,前面咋办?总不能耳罩也不要了吧,做成AKG K1000那种耳挂音箱?事实证明那个设计并不成功。




所以这耳罩还得用,但T50那种小开孔的薄耳罩肯定不行了,目前主流选择是——大开孔耳罩,采用较厚且不对称的设计提高佩戴舒适性、支撑性、气密性,通过材料组合和部分打孔进行细节微调。这方面的例子非常多,不光有原厂选配件,还有ZMF这样的第三方大厂,接下来具体说一说我是怎么折腾耳罩的。

先说前提条件,什么样的耳机需要更换耳罩?

动圈耳机中,HD600耳罩塌陷变形之后,HD800耳罩老化压扁掉渣之后,肯定都是要换耳罩的(660S2也建议更换,至少换一个原厂老版本的,新耳罩戴着巨热)。







不换也不行啊,耳罩撑不住耳机了,不仅会漏气,单元也更贴近耳朵,那声音肯定不对了,放任不管的话,滤音棉也会被耳朵磨破,最后俩都得换。当然,这俩耳机上市时间很长了,淘宝上的廉价货多得是,选择ZMF的原因有两点——1.人造麂皮绒材料与原厂类似但耐久性好很多,2.ZMF内部填充的Visco海绵回弹和支撑性明显优于原厂。

唯一要注意的是——小羊皮版本声音与原厂差异较大,如果不想对声音进行大改动,那么选择打孔或不打孔的麂皮绒就可以了,声音稍微清晰一点点,整体风格是一致的。

如果说动圈耳机换耳罩更偏向功能性(森海拜亚这些大厂耳罩耐用性实在不咋样),那么平板耳机就是多方面的原因了。

由于平板耳机普遍较沉,所以耳罩的气密性、形状、支撑性就很重要了,气密性不够就会漏气,一旦漏气低频就拉胯,我给大家看一个图就知道了——我自己测试的FT5频响。先说清楚,这是我测试漏气的结果,并不是FT5低频有问题,为啥会这样,我用的测试人头有点大,FT5又是个自适应头梁,结果就怎么弄都有点漏气,一旦漏气,低频就这样了,大家可以去看别人测试的频响,低频明显和我这个不一样。



飞傲 FT5,低频部分的衰减是测试时漏气的结果


然后换不同材料的耳罩也不一样,麂皮绒、蛋白皮、小羊皮、牛皮软硬不一样嘛,与人脸的贴合程度就有差异,再算上是否打孔的区别,同一只平板耳机有不同的低频评价是很正常。(附一张ZMF Caldera搭配皮质耳罩和麂皮绒耳罩的频响图,能看出区别,听起来区别就更大了,我也做了个云试听)

低频几乎是一致的,但中高频有所不同

形状和支撑性这两点有点抽象,简单说吧,耳罩不对称的形状不仅可以提高气密性,而且可以让耳机单元与耳朵形成一个合适的夹角,减少耳朵反射等因素带来的不良影响。

这话还是有点不好理解对吧?为啥要有一个夹角?哥们,照镜子看看,俩耳朵不是平行的吧?耳机中这样的设计很多,拜亚T1,森海HD800,单元都是倾斜固定的。平板耳机很难在单元上做出这么一个倾角,但可以通过一边厚一边薄的非对称耳罩来实现


此图中的d,就是耳罩的夹角


然后,耳机单元最好与耳朵有一定的距离,HD800为什么声场大?耳机单元不贴耳是原因之一。而且平板单元与耳朵贴的太近声音是很别扭的,声场拉不开不说,高频还容易变得比较锐利,低频再有点漏气,好家伙,这耳机听着铁定刺激啊。我为了验证这件事,给乐园和大都会换上了ZMF Caldera耳罩(麂皮绒打孔版本),然后就没有很多人说的那些问题(当然,我是古典器乐爱好者,像仓木麻衣那种,用啥设备感觉也救不回来)。


左下角就是ZMF耳罩,当然,这玩意不算便宜

有了上面的解释,我相信大体说清楚了平板耳机折腾耳罩的重要性,那么问题来了,同一个厂商,比如ZMF吧,为啥有那么多规格的耳罩?
很简单,每个人耳朵夹角不一样,大小也不一样,可不得多准备几种呗。如果问我推荐什么,我觉得从CalderaBOKEH开始,二选一。

这俩是同一个形状和类型的耳罩,区别是BOKEH略薄一些。它们都采用了双层填充设计,底部凝胶+上层慢回弹海绵,支撑性非常好,造型是不对称的,脸颊处最薄,后下方骨头凹陷处最厚,舒适性和气密性都有保障。这些特点从照片上看不明显,试一下就知道了。敢卖600多,甚至连国内厂商都开始出山寨版了,这款耳罩灵不灵的问题是不用纠结的。

其他的几款就是开孔大小、两侧高度差异(戴上之后角度不同)的区别了,内部填充材料都是Visco海绵,简单总结一下是这样

耳罩两侧厚度差异:Ori>Auteur、Eikon>Caldera、UNI>BOKEH、BE2>Verite

内部开孔宽度:Caldera、BOKEH、Auteur、BE2、Verite>UNI>Eikon、Ori

材料方面,不同的材料对声音的吸收反射不一样,打孔麂皮绒听感比较自然,打孔小羊皮更现代、更张扬一些,折中主义者可以试试混合材料(Hybrid,麂皮绒+小羊皮)。我手里玩耳罩比较方便的是水月雨的耳机,他家的选择就简单,Caldera 打孔麂皮绒,非常好的选择,HIFIMAN的玩家则可以考虑试试打孔小羊皮,能解决一些“黏糊老头乐”的问题(灵敏度其实也会有细微变化,毕竟气密性改善了)。

不要只知道换线,厂商附赠的额外耳罩不是摆设

ZMF比较人性化一些,出厂耳罩是可以选的,买之前问问经销商


结尾

今天说的这些东西大多偏概念,但我们必须先搞清楚平板耳机是什么,怎么回事,对它进行祛魅,然后才谈得上如何玩平板耳机。
虽然文中谈到了一些具体型号,但声音描述基本没有,关于这个问题,我会在下一篇文章中,将耳机与放大器结合在一起,从电声科学的角度谈谈音源、耳放的需求,与平板耳机的搭配,云视听,以及我认为比较不错的平板耳机的技术解读和主观评价


(后续文章:音频重放系统的构成、特性与选择)

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 楼主| 发表于 2024-8-13 21:57 | 只看该作者 来自 德国
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发表于 2024-8-13 22:14 | 只看该作者 来自 北京
内容很棒,学习学习
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发表于 2024-8-13 22:33 | 只看该作者 来自 浙江杭州
ZMF耳罩实在是太贵了,希望以后玩平板玩耳罩的消费群体增加了能把价格降下来
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发表于 2024-8-13 22:43 来自手机 | 只看该作者 来自 香港
我7月時推介朋友買了

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发表于 2024-8-13 22:58 | 只看该作者 来自 浙江
“摘戴耳机的时候,能否听到振膜褶皱发出的异响,一种类似塑料袋哗啦哗啦的响声。如果能听到,那就准备返厂维修吧”
我一直以为这是通病,是正常现象。。。有时候耳机平放扣在桌面上,猛地拿起也可能振膜被吸的哗啦响。。。只能说幸好没坏
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7
发表于 2024-8-13 23:14 来自手机 | 只看该作者 来自 中国
有营养,期待续作
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8
发表于 2024-8-13 23:19 | 只看该作者 来自 福建福州
专业的分享赞一下
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9
发表于 2024-8-14 01:52 来自手机 | 只看该作者 来自 河北唐山
zmf 耳罩一堆小一千了,买了国内的耳罩平替一下
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10
发表于 2024-8-14 01:53 来自手机 | 只看该作者 来自 河北唐山
RRRAYYY 发表于 2024-8-13 22:58
“摘戴耳机的时候,能否听到振膜褶皱发出的异响,一种类似塑料袋哗啦哗啦的响声。如果能听到,那就准备返厂 ...

本来也没啥问题,可能 2u 的太娇贵,我这 8u 的任他响
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11
发表于 2024-8-14 14:53 来自手机 | 只看该作者 来自 福建泉州
振膜是厂商设计,工厂制造,然后厂商再组装成耳机,是这样的步骤吗
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12
发表于 2024-8-14 21:43 来自手机 | 只看该作者 来自 浙江
强贴留名
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13
发表于 2024-8-15 08:46 | 只看该作者 来自 广东
谢谢楼主,学习啦
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14
发表于 2024-8-15 09:19 | 只看该作者 来自 广东广州
王牌乱舞EX 发表于 2024-8-14 14:53
振膜是厂商设计,工厂制造,然后厂商再组装成耳机,是这样的步骤吗

更多是OEM和ODM,工厂设计,把方案授权卖给厂商,然后工厂制造组装,厂商就负责贴个logo和包装
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15
发表于 2024-8-15 10:01 | 只看该作者 来自 上海普陀区
这几年陆陆续续已经攒了差不多10对zmf耳罩了,Venus就很受益,而mm500实在是难拆难换,我就用小钻头给耳罩开了孔
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16
发表于 2024-8-15 10:06 | 只看该作者 来自 中国
zmf的耳罩用料还是很厚道的,以前买zmf耳机,顺便加购了一些耳罩。zmf现在的问题是外壳和周边越做越花哨,以此提高附加值进行营销,比如树脂稳定木的外壳里面各种材料越掺越多,对声音震动却不一定正面,但价格又能卖的更贵。这两年新型号越出越多,总感觉这个牌子路越走越歪了……
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 楼主| 发表于 2024-8-15 11:06 来自手机 | 只看该作者 来自 澳大利亚
banshee 发表于 2024-8-15 10:01
这几年陆陆续续已经攒了差不多10对zmf耳罩了,Venus就很受益,而mm500实在是难拆难换,我就用小钻头给耳罩 ...

钻孔的玩法效果好吗?哥太硬核了
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 楼主| 发表于 2024-8-15 11:18 来自手机 | 只看该作者 来自 澳大利亚
toto60 发表于 2024-8-15 10:06
zmf的耳罩用料还是很厚道的,以前买zmf耳机,顺便加购了一些耳罩。zmf现在的问题是外壳和周边越做越花哨, ...

从Zach口中了解稳定木的溢价是因为物料与人手打磨。我们也希望价格能降下来
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19
发表于 2024-8-15 11:32 | 只看该作者 来自 广东广州
toto60 发表于 2024-8-15 10:06
zmf的耳罩用料还是很厚道的,以前买zmf耳机,顺便加购了一些耳罩。zmf现在的问题是外壳和周边越做越花哨, ...

平板圈的铁三韭
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20
发表于 2024-8-15 11:35 来自手机 | 只看该作者 来自 香港
endgame 发表于 2024-8-15 11:18
从Zach口中了解稳定木的溢价是因为物料与人手打磨。我们也希望价格能降下来

穩定木是不是電木?
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