PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE DI UNA CHITARRA ELETTRICA -ED 2008-

BORRI EMILIANO5°A sez. Meccanica

a.s. 2007/2008

STORIA DELLA CHITARRA ELETTRICALa storia della chitarra elettrica inizia quando si avvertì l'esigenza di uno strumento che avesse alcune caratteristiche proprie della chitarra, ma che potesse suonare insieme agli altri senza esserne sovrastato dal volume di suono. Con la nascita di orchestre jazz e blues, ci si rese conto del problema della limitata amplificazione delle chitarre acustiche. Diversi costruttori cercarono di ovviare al problema costruendo strumenti che consentissero un volume maggiore, con una tonalità simile a quella della chitarra classica.Lloyd Loar progettista alla Gibson condusse i primi esperimenti mediante l'adozione di rilevatori in prossimità delle corde. Il concetto di chitarra elettrica deve però molto alle intuizioni di Adolph Rickenbacker, che realizzò il primo pick-up elettromagnetico (un dispositivo elettronico in grado di trasformare le vibrazioni delle corde in impulsi di tipo elettrico) ed iniziò ad applicarlo ai normali strumenti acustici.Nel 1935 la Gibson inizia la produzione di una chitarra con cassa di risonanza e aperture a "f" sulla tavola e un unico pick-up. Il modello riscosse un grande successo. Finalmente la chitarra, grazie all'amplificazione, poteva inserirsi meglio nelle formazioni del tempo, senza essere sovrastata dal volume degli altri strumenti.

Nel 1946 Paul Bigsby, e Merle Travis, suo amico, costruiscono una chitarra molto innovativa. Anche se prodotto in modo classico, lo strumento presenta un corpo alto solo cinque centimetri, e un disegno molto originale sia del corpo stesso che della paletta. Il corpo, grazie ad un'asimmetria del disegno attorno al manico, permette di raggiungere agevolmente il ventesimo tasto, mentre la paletta monta chiavette per l'accordatura disposte solo sul lato superiore. Inoltre, Bigsby introdurrà una ulteriore innovazione inventando un sistema che consente di agire sulla intonazione delle corde mediante una leva la cui corsa è contrastata da una molla.:il ponte tremoloNel 1948 Leo Fender, , dà una svolta definitiva e crea la Broadcaster, una chitarra con due pick-up single coil miscelabili e con il corpo pieno in legno massiccio che annulla completamente le risonanze indesiderate e aumenta il sustain delle corde, sviluppando il concetto di chitarra solid body.. Il disegno del corpo e della paletta, anche se ispirato molto alla linea di Bigsby, è più sobrio e moderno, ma soprattutto più razionale. Inoltre lo strumento di Leo Fender presenta un vantaggio fondamentale: le fasi di costruzione e assemblaggio delle parti che compongono lo strumento sono molto semplificate.

Questo si traduce nella possibilità di automatizzare il processo di produzione e di conseguenza produrre gli strumenti in serie, con costi notevolmente più contenuti. Il successo è enorme, tanto che la Broadcaster, divenuta poi Telecaster, viene prodotta dalla Fender ancor oggi.Lo strumento è rimasto sostanzialmente immutato rispetto le intuizioni di Leo Fender e Les Paul, lo sviluppo attuale verte principalmente sull'acquisizione e manipolazione del suono da parte dei pick-up.

LA CHITARRA ELETTRICA SOLIDBODYIL CORPOil corpo della chitarra elettrica risulta fondamentale sia da un punto di vista estetico che da quello timbrico. Esso ospita tutte le parti che dovranno permettere allo strumento di comunicare con l'amplificazione le informazioni sonore, quali i pick-ups, i controlli di tono e volume, il selettore dei pick-ups e la presa jack ecc…Solitamente il corpo può essere composto da un unico blocco di legno, lavorato nella forma desiderata, sul quale sono praticati gli intagli necessari ad ospitare le varie parti, tra cui gli alloggiamenti dei pick-ups e dei circuiti elettrici.

Un altro tipo di corpo può essere formato da due parti. A quella inferiore viene sovrapposta una tavola più fine (chiamata "top"), solitamente di legno diverso.Una caratteristica molto importante è data dal fatto che il body è composto da una o due spalle mancanti, nella figura viste come spalla superiore e inferiore.

La spalla mancante (nel caso che sia presente una sola sarebbe quella inferiore) facilita l'accesso alle zone più alte della tastieraI legni per la costruzione della cassa massiccia devono essere legni duri, ben stagionati o essiccati a forno; le qualità più usate sono il mogano, il noce, il frassino, l’ontano e l’acero.Il materiale usato per la costruzione della cassa piena, può in realtà influire sulla sonorità della chitarra: più denso è il materiale, più lungo sarà il sustain(durata della nota) naturale dello strumento. Il timbro può venire alterato variando il legno della cassa o quello del manico.

AceroMogano

Il pick-up è un dispositivo elettrico in grado di trasformare le vibrazioni delle corde di uno strumento musicale cordofono (ad esempio la chitarra elettrica o il basso elettrico) in impulsi di tipo elettrico.Il tipo classico è composto basilarmente da una serie di nuclei di materiale magnetico (uno per ogni corda, posti poi in corrispondenza delle stesse) intorno ai quali vengono avvolte numerose spire di sottile filo conduttore.

PICK-UP

In questo modo la vibrazione della corda (di metallo) della chitarra produce un'interferenza nel campo elettromagnetico del nucleo che a sua volta induce una debole corrente elettrica nelle spire avvolte intorno.In relazione al numero di avvolgimenti che compongono il pick-up, si parla di single coil per i pick-up con una sola bobina, e humbucker quando gli avvolgimenti attorno ai magneti sono due.

Il posizionamento di un pick-up elettromagnetico è molto importante per la resa timbrica, almeno quanto gli altri parametri costruttivi. Poiché ciò che determina la tensione in uscita è lo spostamento della corda, e non la velocità di spostamento (che dà invece l'intensità del campo elettrico), in posizioni diverse i pick-up intercettano diversamente le varie armoniche,

La disposizione dei pick-up sul corpo dello strumento determina gran parte della timbrica di quest'ultimo. Una soluzione molto diffusa sopratutto fra i costruttori di chitarre e bassi elettrici prevede l'utilizzo di due o più pick-up disposti in posizioni del corpo differenti, solitamente uno in prossimità del ponte e un secondo in prossimità del manico, per ottenere più punti di ripresa che verranno poi miscelati attraverso potenziometri e switch al fine di ottenere il segnale di uscita desiderato. Un pick-up posto vicino al ponte registra una timbrica decisamente più secca e priva di sustain mentre uno a manico sarà molto più morbido e povero di attacco.

POTENZIOMETRI (VOLUME E TONO)Tra i pick-ups e la presa jack di uscita dello strumento si possono trovare in controlli di tono e volume, che regolano sia i toni dello strumento sia il volume in uscita. Nel caso di un controllo di volume, abbiamo un potenziometro che modifica il segnale in uscita per mezzo di un resistore variabile, appunto il potenziometro, che è collegato alla manopola di controllo posta sul corpo dello strumento attraverso un albero ruotante. Questo contiene una resistenza, solitamente a forma di ferro di cavallo. Un contatto eccentrico è connesso all'estremità dell'albero opposta alla manopola, in modo che, quando la manopola stessa viene girata, il contatto eccentrico si sposta attorno alla resistenza. Alle estremità di quest'ultima sono collegati i due cavetti che provengono dal pick-up: una delle estremità ha tensione zero, l'altra, al contrario, è al massimo. Durante il movimento, il contatto eccentrico trasmette, in merito alla posizione in cui si trova, il valore della tensione all'uscita del potenziometro.

Nel caso del potenziometro del tono, anch'esso collegato tramite un albero ad una manopola di controllo sul corpo dello strumento, il procedimento è una combinazione tra potenziometro e condensatore. Questi lavorano trasmettendo le frequenze alte e scaricandole a terra. Le frequenze alte passano dal condensatore, che funge da filtro, ma dal quale non passano le frequenze basse. Nel ruotare la manopola, il potenziometro con il suo contatto eccentrico a scorrimento determina quante frequenze alte devono essere scaricate. Con il controllo di tono aperto al massimo, tutto il segnale generato dal pick-up viene inviato all'uscita del potenziometro, mentre chiudendo il potenziometro vengono filtrate le frequenze alte quindi le frequenze basse create dal pick-up non vengono assolutamente toccate, mentre le frequenze alte vengono tagliate in misura maggiore a seconda che il potenziometro venga chiuso.

PONTENella chitarra elettrica, il ponte assume un importanza fondamentale per vari motivi. Partendo dal presupposto che, come già per lo strumento acustico, sul ponte vengano ancorate le corde, entrano in gioco altri fattori che ne fanno aumentare le caratteristiche tecniche. Due sono i tipi di ponti che generalmente si può trovare sulla chitarra elettrica, e cioè il ponte fisso e il ponte tremolo, detto anche ponte vibrato, Nel caso del ponte fisso, questo consiste in una placca di metallo avvitata al corpo sulla quale vengono montate delle sellette mobili, regolabili a vite.

Queste permettono la regolazione dell'intonazione dello strumento,il diapason, cioè la lunghezza della corda attiva dal ponte al capotasto. Inoltre, le sellette sono regolabili anche in altezza, in modo da potere impostare l'action delle corde sulla tastiera in merito alla curvatura della stessa tastiera. Nel ponte tremolo La sua funzionalità principale è quella di variare l'intonazione delle corde, in senso crescente o calante. Questo può essere reso possibile da un ponticello mobile, che viene tenuto in posizione fissa da alcune molle, poste sotto il ponte sesso ed ancorate al corpo dello strumento.

Al ponte viene inserita una leva, definita leva del vibrato: quando con la mano destra viene fatta pressione sulla leva, questa muove il ponte, allentando la tensione delle corde. Rilasciando la leva, le molle riportano tutto il blocco del ponte alla sua posizione originaria. E' possibile anche tirare la leva, in modo da aumentare la tensione delle corde, che torneranno alla giusta intonazione quando verrà rilasciata la leva, sempre in merito al ritorno delle molle alla fase di riposo.

La scelta dei materiali con cui è costruito il ponte risulta fondamentale, sia sotto l'aspetto della stabilità del ponte stesso sia sotto l'aspetto sonoro , ed ogni modello mostra anche sotto questo punto di vista le proprie caratteristiche. Solitamente vengono costruiti in leghe di acciaio.

IL MANICOMentre al corpo della chitarra è assegnato il compito di dare la voce allo strumento, il manico si occupa della scelta delle note.i metodi per congiungere il manico al corpo sono praticamente due, e cioè il manico incollato o il manico avvitato. Esistono tutt'oggi due schieramenti opposti sul sistema migliore di giuntura del manico. Da una parte troviamo i sostenitori del manico incollato ad incastro, che permette un migliore sustain alla vibrazione delle corde, grazie al fatto che la giunta alla fine diventa un blocco unico Altri invece sostengono che comunque un manico avvitato è garanzia di sicurezza e stabilità, ammettendo che un po' di sustainviene a perdersi

IL TRUSS ROD O BARRA DI RINFORZOLa tensione delle corde metalliche corrisponde a diverse decine di chili che portano il manico a subire una fortissima spinta in avanti, incurvandolo; per impedire questo, viene inserita una barra di rinforzo regolabile di acciaio, (truss-rod) in una scalanatura nella parte centrale del manico.

Si possono montare truss-rod a singola azione che servono per correggere i manici concavi oppure truss-rod a doppia azione che sono in grado di correggere i manici anche convessi, causati ad esempio da eccessivi valori di umidità.

LA PALETTA E IL CAPOTASTOLa paletta, che è la parte più esterna del manico, ospita le meccaniche (o chiavi), che servono all'accordatura della chitarra. La paletta può essere un prolungamento del legno del manico, oppure un nuovo pezzo incollato al manico stesso.. Solitamente è inclinata rispetto alla linea del manico. Tra il manico e la paletta viene a trovarsi il capotasto, sul quale sono praticati dei tagli di dimensioni scalabili alla grandezza delle corde, le quali devono poter inserirsi all'interno di questi.

LE MECCANICHELe meccaniche hanno la funzione di mantenere l'accordatura della chitarra. Le corde vengono avvolte attorno ai cilindretti che, fatti ruotare dai pioli delle chiavi, mettono in tensione le corde stesse. A seconda del senso in cui si gira la chiave, la corda si alza o si abbassa di intonazione. Ognuna di loro è composta da un piccolo argano dentato che muove un ingranaggio elicoidale unito ad un piolo metallico. Il tutto è contenuto in una scatoletta di metallo che viene fissata alla parte inferiore della paletta Normalmente, il cilindretto, che è una prolunga dell'argano dentato, passa attraverso un foro dalla parte inferiore a quella superiore della paletta, in modo da poter ospitare le corde che vi verranno avvolte.

LA TASTIERASulla parte superiore del manico viene incollata la tastiera, laquale ospita i tasti. I legni che vengono usati per questa partedello strumento sono il palissandro e l'ebano o l’acero. I tastisono inseriti a pressione all'interno di appositi solchi ricavati sulla tastiera. La distanza che intercorre tra un tasto e l'altro diminuisce man mano che ci si avvicina in prossimità del corpo. La distanza dei solchi viene calcolata dopo aver stabilito la lunghezza del diapason (distanza della corda vibrante a vuoto che va dal capotasto del manico al ponte), variabile da 610 a 670 mm a seconda del modello di strumento. Sulla tastiera possono essere inseriti dei segnaposizione (o segnatasti) in madreperla, La tastiera di una chitarra elettrica, è leggermente convessa e sempre più stretta in prossimità del capotasto, dove le corde sono anche più vicine tra loro, mentre si allarga verso il corpo dello strumento.

IL PROGETTO

Il design della cassa si ispira molto alle forme di una classica Fender Stratocaster divisa in due parti: body e top per uno spessore totale di 44 mm. L’accesso al truss-rod viene effettuato alla fine del manico verso la cassa.Il manico si innesta nel 17° tasto e grazie il design della chitarra e lo smusso presente nella parte inferiore della cassa si consente un buon accesso a tutta la tastiera. La paletta ha un’inclinazione di 8° rispetto al manico per favorire un migliore sustain delle corde, e le 6 meccaniche sono allineate in fila. La Posizione dei potenziometri e del selettore è stata studiata in modo da non creare ingombro mentre si sta suonando.

IL CIRCUITO ELETTRICOPer la EBG2008 è stato scelto di montare due Pick-Up Humbucker per creare suoni abbastanza caldi e corposi. Questi sono stati montati uno in prossimità del manico e uno in prossimità del ponte. Entrambi i pick-up sono regolati dagli stessi potenziometri di tono e volume. Il selettore a tre posizioni consente di avere tre suoni diversi: nella posizione “1” viene attivato solo il pick-up al manico, In posizione “2” solo il pick up al ponte, e in posizione contrale vengono attivati tutti e due i pick-up in parallelo.

SuonoPosizione selettore

Humbuckermanico

Humbuckerponte

1 1 On -

2 2 - On

3 CENTRALE (1+2) On On

REALIZZAZIONE DEL MANICOIl manico è stato realizzato in mogano perchè oltre ad avere un bel aspetto ha caratteristiche ottime perché resiste bene alla sollecitazione delle corde, agli sbalzi di temperatura e favorisce un buon sustain. Per realizzare ciò, si è partiti da un unico blocco di legno tagliato di quarto ossia con venature perpendicolari rispetto al piano, in questo modo la resistenza alle sollecitazioni è maggiore. Il blocco di legno è stato lavorato perfettamente in squadra con le seguenti dimensioni: 70 x 35 x 650 mm circa. Per lavorare è stato necessario tracciare l’asse di simmetria. Per realizzare l’inclinazione della paletta, una parte del piano superiore del blocco paletta è stato fresato inclinando la testa della fresatrice di 8°. Si è eseguita poi la fresatura per la sede del truss-rod utilizzando una fresa montata su un pantografo con apposite guide. Per la realizzazione della tastiera si è partiti da una tavoletta di acero canadese piallata a 5 mm di spessore; anche per questa si è tracciato l’asse di simmetria, quest’ ultima è stata poi incollata al manico con della colla alifatica, utilizzando delle morse e facendo attenzione alla posizione, in riferimento agli assi di simmetria dei due pezzi. Successivamente sono state tracciate la posizioni per eseguire i solchi per l’inserimento dei tasti. Le distanze sono state calcolate su una scala di 647 mm per 22 tasti utilizzando il seguente foglio di calcolo.

I solchi sono stati realizzati utilizzando un archetto con lama spessa 0.7mm guidato tra due blocchi per una maggiore precisione.Dopo aver eseguito la tracciatura, si è passati alla fresatura laterale del manico; per eseguire questa operazione è stata realizzata una dima in legno che è servita da guida per la fresa. Fatto ciò si è passati alla lavorazione di spianatura della parte inferiore della paletta ed alla sgrossatura della parte posteriore. successivamente è stata tracciata e tagliata la forma della paletta e sono stati eseguiti i fori per inserire le meccaniche. Poi si è proceduto alla finitura dell’arrotondamento del manico stesso, utilizzando raspe, lime, carta abrasiva da grana 80 a 120.Eseguiti i fori sulla tastiera e incollati i dots in ebano nero si è passati all’arrotondamento della tastiera utilizzando una dima con carta abrasiva.Dopo aver arrotondato la tastiera ad un raggio di 12 inc (305 mm) l’ultimo passaggio è stato l’inserimento dei tasti per mezzo di un martelletto di gomma e di una mini-pressa per frets, questi ultimi sono stati poi limati ed arrotondati nella partesporgente dalla tastiera.

REALIZZAZIONE DELLA CASSALa cassa della ED 2008 è formata da due strati di legno. Per lo strato inferiore (body) è stato scelto il mogano che in questo caso è un tipo abbastanza leggero e presenta buone caratteristiche timbriche. Dopo aver calibrato il blocco di mogano è stato tracciato su di esso il disegno della cassa utilizzando una copia di esso ritagliato su carta, e sono stati eseguiti i canali per il passaggio dei fili dei pick-ups . Per lo strato superiore (top) sono state utilizzate due tavolette di frassino incollate a specchio. Dopo aver portato a spessore il top, esso è stato incollato al body con della colla alifatica utilizzando morse e sergenti. Successivamente,realizzando dime opportune, sono state fresate le sedi per l’alloggio dei pick-up, la sede per il manico la sede per le parti elettriche e lo scasso per il ponte. Fatto ciò si è passati ad esgure il profilo esterno della cassa, sgrossando prima con un seghetto alternativo, poi rifinendola con una carteggiatrice da banco utilizzando carta abrasiva da grana a 60 a grana 120. eseguito il profilo esterno si è passati ad eseguire la bombatura del top utilizzando raspe.lime e carta abrasiva. Sono stati eseguiti i fori per la sede dei potenziometri e del selettore a tre vie e per il connettore Jack e il foro da Ø2 che comunica la sede del ponte con il vano del cablaggio elettrico, al fine di inserire il filo che servirà per la messa a massa del ponte. Infine sono stati eseguiti i fori per il passaggio delle corde e per il fissaggio del ponte

REALIZZAZIONE DEL PONTEPer la realizzazione del ponte è stato scelto l’ottone che presenta ottime qualità sonore e meccaniche. tramite computer è stato progettato e realizzato un disegno in modellazione solida e grazie al sistema CAD/CAM è stato possibile avere il listato delle istruzioni completo da inserire nel CNC del centro di lavoro.Per eseguire la lavorazione è stato necessario studiare un sistema di bloccaggio del ponte nel CNC quindi si è realizzato un blocco in metallo per poter fissare il pezzo di ottone per essere poi lavorato.Le lavorazioni eseguite per la realizzazione sono state la foratura per il passaggio delle corde e per il fissaggio del ponte, la lavorazione della tasca, quella di con tornitura e quella per la sede delle viti. Inoltre sono state anche realizzate le 6 sellette per sostenere le corde.

VERNICIATURADopo aver finito la realizzazione del manico e della cassa prima di passare alla lucidatura è stato necessario carteggiare le parti con carta abrasiva fina per un ulteriore finitura ed eliminazione dei piccoli difetti e graffi.

Verniciatura del corpoper il corpo si è scelto di lasciare ai fini di decorazione il bordo del top chiaro: con della carta adesiva da carrozzeria è stato ricoperto il resto della chitarra, ed è stato passato il fondo al bordo del top.Fatto ciò si è passati alla verniciatura del body: per prima cosa è stato spruzzato al legno una base colorata (mordente noce) diluita con diluente poliuretanico. Dopo l’evaporazione del diluente, è stato applicato un primo strato di fondo poliuretanico trasparente.Per la verniciatura del top è stato utilizzato lo stesso procedimento del body cambiando colorazione del mordente e passando 3 colori diversi per ottenere un effetto sfumato.

Asciugato il colore sono stati applicati altri tre strati di fondo poliuretanico su tutta la cassa.Avvenuta la completa essiccazione del fondo si è eseguita la carteggiatura dello stesso con carta abrasiva grana 600 e 1000. Infine è stato applicato uno strato di vernice poliuretanica lucida.Dopo la completa essiccazione della vernice, lo strumento è stato lucidato, passandovi sopra della pasta abrasiva finissima mediante un panno di lana.

Fine