Progettazione e Costruzione di una Chitarra Elettrica ED2008 Emiliano Borri 5A sez. Meccanica a.s. 2007/2008 Istituto Tecnico Industriale "E.Divini"San Severino Marche (MC)

1. PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE DI UNA
CHITARRA ELETTRICA -ED 2008-
BORRI EMILIANO
5°A sez. Meccanica
a.s. 2007/2008

2. STORIA DELLA CHITARRA ELETTRICA
La 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.

3. 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 tremolo
Nel 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.

4. 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.

5. LA CHITARRA ELETTRICA SOLIDBODY
IL CORPO
il 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.

6. La spalla mancante (nel caso che sia presente una sola sarebbe quella
inferiore) facilita l'accesso alle zone più alte della tastiera
I 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

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.
PONTE
Nella 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.

11. 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.

12. 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 MANICO
Mentre 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 sustain
viene a perdersi

13. IL TRUSS ROD O BARRA DI
RINFORZO
La 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.

14. LA PALETTA E IL CAPOTASTO
La 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 MECCANICHE
Le 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.

15. LA TASTIERA
Sulla parte superiore del manico viene incollata la tastiera, la
quale ospita i tasti. I legni che vengono usati per questa parte
dello strumento sono il palissandro e l'ebano o l’acero. I tasti
sono 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.

16. 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.

25. IL CIRCUITO ELETTRICO
Per 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.
Suono
Posizione
selettor
e
Humbucker
manico
Humbucker
ponte
1 1 On -
2 2 - On
3
CENTRA
LE (1+2)
On On

26. REALIZZAZIONE DEL MANICO
Il 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.

27. 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 parte
sporgente dalla tastiera.

29. REALIZZAZIONE DELLA CASSA
La 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

30. REALIZZAZIONE DEL PONTE
Per 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.

31. VERNICIATURA
Dopo 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 corpo
per 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.

32. 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.

37. Fine