Zrób Ją Sam - Zasady

Uwagi wstępne

Budowanie gitary jest niezwykle skomplikowanym procesem i należy sobie zdawać sprawę, że bez odpowiedniego przygotowania i narzędzi jest to praktycznie niemożliwe. Potrzebna jest również wiedza dotycząca obróbki drewna, jak również doświadczenie w tym zakresie. Niezwykle ważna jest cierpliwość. Jednocześnie chciałbym uczulić wszystkich, którzy zamierzają budować gitary elektryczne, na bezpieczeństwo pracy.

W przypadku mechanicznej obróbki drewna posługujemy się bardzo ostrymi narzędziami, o wysokich obrotach. Łatwo może dojść do uszkodzenia rąk, palców, etc. Obróbka ręczna też wymaga narzędzi i one również mogą spowodować okaleczenia. Tak więc na etapie wykonywania elementów gitary należy przestrzegać wszystkich zasad BHP.

Jednym z najbardziej szkodliwych procesów wykonywania gitary jest lakierowanie, które należy wykonywać w dobrze wentylowanych pomieszczeniach, używając okularów ochronnych i masek przeciwpyłowych.

Gitara elektryczna

Gitara elektryczna jest urządzeniem mechanicznym, które posiada układ elektryczny służący do zamiany drgań mechanicznych strun, za pomocą przetworników elektromagnetycznych, na drgania elektromagnetyczne. Tak więc w przypadku gitary elektrycznej bardzo ważne są dwa układy: mechaniczny do wytwarzania drgań strun i elektryczny do ich przetwarzania. Od jakości ich wykonania zależy efekt końcowy.
Przed wykonaniem gitary elektrycznej należy sformułować założenia wstępne wynikające z potrzeb konstruktora.

Moja gitara, (o czym mówię na mojej stronie: http://andyguitar.republika.pl) zbudowana została o założenia, które przedstawiłem w poniższej tabeli.

rodzaj gitary

gitara elektryczna - solid body

menzura

25-1/2" (647,7 mm)



ilość progów

22

rozmiar: szerokość - 0,096", wysokość - 0,047"

(nr katalogowy Warmoth - 6105)




korpus

Kształt: STRATOCASTER,

Gniazdo szyjki: głębokość - 5/8", długość - 3"

Grubość korpusu: 1-3/4", promień zaokrąglenia na obwodzie - 1/2"








szyjka

Kształt: STRATOCASTER,

Wykonanie: STANDARD THIN - grubość (razem z podstrunnicą) mierzona na:

pierwszym progu - 0,800", na dwunastym - 0,850",

przy korpusie - 1,000".

Napinacz: vintage truss rod.Jest to typowy napinacz o średnicy 3/16". Jeden koniec (od strony główki) posiada kotwicę, drugi (od strony korpusu) posiada nakrętkę z gwintem drobnozwojnym.

Zasada działania opisana jest szczegółowo na stronie http://www.warmoth.com

połączenie szyjki z korpusem

Połączenie przy 16 progu, za pomocą 4 wkrętów z gwintem metrycznym M6. W szyjce, pod podstrunnicą, zamocowane tulejki gwintowane ułatwiające montaż i demontaż.


gatunek drewna

korpus: - jesion,

szyjka: - jesion,

podstrunnica: - indian rosewood

wykończenie

szyjka: - lakier bezbarwny,

korpus: - lakier czarny,

dodatki: - białe

 

przetworniki elektromagnetyczne, układ elektryczny

typowy układ STRATOCASTER - gotowa maska z trzema przystawkami - single coil

sterowanie: przełącznik pięciopozycyjny, dwa potencjometry barwy i jeden wzmocnienia

gniazdo jack - 1/4" w osłonie - miseczce, umieszczonej w płycie czołowej korpusu

Tak sformułowane założenia projektowe przekładają się na konstrukcje gitary, ale żeby wszystko było bardziej czytelne, postaram się możliwie skrótowo przedstawić ich wzajemne powiązania.

Rodzaj gitary

Zdecydowałem się zbudować gitarę - solid body, ze względu na to, że ten typ wydawał mi się prostszy. Korpus z litego drewna, które można ukształtować według własnego uznania, był wyzwaniem, ale nie tak wielkim, jak w przypadku gitary z pudłem rezonansowym.


Menzura

Menzura to czynna długość struny. Oznacza odległość pomiędzy progiem zerowym a klockiem mostka. Większość gitar elektrycznych budowanych jest w oparciu o menzury od 24" do 26". Najbardziej typowe menzury to 24-3/4" (Les Paul) i 25-1/2" (Fender).



Rys. 1. Podstawowe zależności wymiarowe gitary elektrycznej.


Powyższy rysunek pokazuje dwie najważniejsze linie w budowie gitary elektrycznej. Linia progu zerowego jest linią wyjściową dla wszystkich wymiarów gitary. Położenie linii mostka jest ściśle określone względem linii progu zerowego, jednakże w trakcie wykonywania gitary możliwe jest drobne przesunięcie. Dlaczego? - Otóż w trakcie montażu możliwe jest niedokładne wykonanie połączenia klejonego pomiędzy szyjką a podstrunnicą. Co wtedy? - W zasadzie jeszcze nic złego się nie dzieje, chociaż mogą być kłopoty. Dlatego też ważna jest kolejność wykonywania wszystkich elementów gitary. Algorytm kolejności wykonywania poszczególnych elementów zamieszczę w dalszej części niniejszego opracowania.

Niezależnym, choć niezwykle precyzyjnym elementem gitary jest szyjka, której konstrukcję omówię w następnej kolejności. Wykonywanie szyjki gitary nie jest uzależnione od korpusu, jednakże miejsce połączenia tych dwóch elementów jest niezwykle ważne. Połączenie to musi zapewnić trwałe i jednoznaczne ustalenie szyjki względem korpusu, innymi słowy szyjka po włożeniu w korpus nie może mieć żadnego stopnia swobody. Dlaczego to połączenie jest tak ważne? - Otóż pozwala umiejscowić w przestrzeni linię progu zerowego i względem niej odnieść linie klocków mostka, czyli ustalić menzurę gitary. Tak więc położenie mostka można ustalić dopiero po wykonaniu korpusu i szyjki.

Kolejne wymiary niezwykle istotne w budowie gitary to odległość między skrajnymi strunami w mostku (pitch) - w tym przypadku 52,5 mm oraz szerokość szyjki na progu zerowym - 42 mm. Oczywiście te wielkości mogą się różnić i zależą od rodzaju mostka i upodobań konstruktora. Powrócę do tych wielkości przy omawianiu konstrukcji szyjki.

W jaki sposób ustalać czynną długość struny w trakcie eksploatacji gitary elektrycznej to odrębny problem, ale bardzo dokładnie opisany na stronie http://www.gitara.pl .

Ilość progów

Ilość progów zależy od rodzaju gitary i potrzeb konstruktora. Ja założyłem typową ilość - 22.

Progi są wykonane ze specjalnego stopu umożliwiającego wieloletni kontakt metalowych strun i posiadają różne przekroje. Kupując progi w firmie Warmoth skorzystałem z ich informacji, że rozmiar 6105 (wg. ich oznaczeń katalogowych) jest wąski i wysoki, i bardzo popularny. Przekrój progu pokazany na Rys. 2. Pokazuje wielkość i kształt progu, jego wymiary charakterystyczne - wysokość i szerokość.



Rys. 2. Wielkość i kształt progów zastosowanych przeze mnie w budowie stratocastera.


Progi zakupione w firmie Warmoth stanowiły dwa zwoje drutu. Promień zwoju odpowiadał mniej więcej promieniowi zaokrąglenia podstrunnicy. Montaż progów polegał na pocięciu zwojów drutu na odpowiedniej długości odcinki i wciśnięciu w kanałki podstrunnicy. Tak więc na etapie montowania progów promień zwojów był niezwykle wygodny, bo nie trzeba było wyginać progów. Jak widać na Rys. 2. Progi posiadają wystające zaczepy, które po wciśnięciu w kanałek w podstrunnicy utrzymują próg i nie pozwalają mu wypaść. Progów nie wklejałem. W trakcie grania powierzchnia progu kontaktująca się ze strunami wyciera się i zmienia się układ mechaniczny generowania drgań. W takim przypadku należy progi wymienić.

Po wciśnięciu progów w podstrunnicę należy bardzo dokładnie oszlifować ich ostre końce wystające poza krawędź podstrunnicy w taki sposób aby kąt nachylenia względem powierzchni bocznej podstrunnicy wynosił ok. 30o. To miejsce jest szczególnie ważne dla palców grającego na gitarze.



Rys. 3. Końcówki progów zakończone ścięciem pod kątem 30o pozwalają na bezpieczne używanie szyjki.


Korpus

Jest bardzo wiele kształtów korpusów gitary elektrycznej. Ja projektując gitarę elektryczną, myślałem o stratocasterze, ale jeszcze na tym etapie nie rozważałem tego typu. Moje rysunki składały się z podstrunnicy, szyjki i mostka. Kształt pozostawał bliżej niesprecyzowany.

W tym czasie kupowałem części. Najpierw kupiłem klucze - maszynki (stroiki), tak się złożyło, że typu Fender, mostek tremolo jednostronny. Potem zamówiłem w USA (w firmie Warmoth) podstrunnicę, napinacz i drut na progi. Jednakże kropkę nad i postawił zakup gotowej maski z przetwornikami i kompletnym układem elektrycznym. Tak się złożyło, że była to maska od stratocastera, jednakże do mostka stałego, a nie tremolo, ale po zmontowaniu jest to mało widoczne.

Rozpisuję się o częściach, omawiając korpus, ale tak właśnie zrodziła się koncepcja stratocastera. W tym miejscu radzę wszystkim, którzy planują zbudowanie gitary elektrycznej, aby w trakcie konstruowania lub przed, nabyli wszystkie części potrzebne do jej zbudowania.

Tak więc kształt gitary został sprecyzowany. Już w tym momencie wiedziałem, że będzie to stratocaster. I dopiero teraz powstały założenia projektowe.



Rys. 4. Korpus gitary elektrycznej z widocznymi otworami pod przetworniki elektromagnetyczne.


Korpus gitary narysowałem ze wszystkimi szczegółami. Założyłem grubość korpusu - 45 mm (1-3/4") typową dla stratocastera. Sporządziłem kompletną dokumentację konstrukcyjną gitary elektrycznej. Przenoszenie rysunku na drewno postanowiłem wykonać za pomocą dwustronnej taśmy klejącej. Jest to dosyć trudny proces, ale wykonalny i po kilku próbach na pewno się uda. Rysunek pozostawał prawie do końca na wszystkich elementach. W trakcie wykonywania mierzyłem charakterystyczne wymiary i korygowałem nieprawidłowości.



Rys. 5. Gotowy projekt stratocastera.


Szyjka

Szyjka gitary jest odrębnym, bardzo skomplikowanym i trudnym do wykonania, elementem gitary. Szyjka składa się z szyjki właściwej z główką pod stroiki, podstrunnicy, w której osadzone są progi oraz próg zerowy, napinacza - umieszczonego w szyjce oraz stroików zamocowanych w główce. Kompletna szyjka osadzona jest w gnieździe korpusu i zamocowana za pomocą czterech wkrętów.



Rys. 6. Szyjka gitary elektrycznej. Wymiary dotyczą wykonania Standard thin - grubość na pierwszym progu: 20,32 mm (0,800"), grubość na dwunastym progu: 21,58 mm (0,850").


Podstrunnica to niezwykle ważny element szyjki. W niej umieszczone są progi, których odległość jest ściśle zdefiniowana. Określenie odległości między progami bardzo dokładnie opisano na stronie http://gitara.pl i można, korzystając z algorytmu, własnoręcznie wykonać podstrunnicę, ale odradzam, gdyż jest to niezwykle skomplikowany element, chociaż wcale na taki nie wygląda. Najlepiej kupić gotową podstrunnicę w odpowiedniej menzurze.

Podstrunnica, którą zakupiłem w firmie Warmoth, posiadała 24 kanałki pod progi i jej szerokość była większa od projektowanej. Większa szerokość podstrunnicy daje możliwość, po sklejeniu z szyjką, obrobienia obu elementów łącznie.

Bardzo ważnym elementem szyjki jest próg zerowy (nut). Wspominałem już o tym, że od niego oblicza się odległość między progami, ale jego rozwiązanie konstrukcyjne zapewnia jednoznaczne umieszczenie strun, w pewnej odległości od podstrunnicy. Kanałki wykonane w progu zerowym nie powinny pozwalać na przesuwanie się strun podczas grania. Dwie struny wiolinowe przytrzymywane są dociskiem strun przymocowanym do główki.

Progi omówiłem powyżej.

Napinacz to niezwykle istotny element szyjki, zapewniający właściwy układ naprężeń. Proces strojenia gitary polega między innymi na tym, że struna uzyskuje możliwość generowania dźwięku o odpowiedniej częstotliwości przy odpowiednim napięciu. Siły wzdłużne strun powodują odkształcanie się szyjki, co właśnie kompensuje napięcie napinacza. Tak więc szyjka w prawidłowym układzie struny - napinacz nie podlega istotnym odkształceniom, a jednocześnie zapewnia prawidłową odległość strun od progów. Ja zastosowałem napinacz - vintage truss rod - wykonany z pręta o średnicy 4,76 mm (3/16") i długości 406,4 mm (16") zakończony z jednej strony kotwicą, a z drugiej gwintem drobnozwojnym, na który nakręca się nakrętkę napinającą.



Rys. 7. Przekrój wzdłużny szyjki ukazujący kanałek napinacza wraz z otworami na kotwice i nakrętkę napinającą.


Główka gitary elektrycznej może mieć bardzo różne kształty. Umieszczone w niej stroiki (klucze, maszynki) umożliwiają naciąganie strun, a co za tym idzie, strojenie gitary. Kształt główki gitary pokazany na Rys. 6. Jest typowy dla stratocastera.



Rys. 8. Zależności wymiarowe główki.


Bardzo ważną zasadą budowy szyjki jest to, że dolna powierzchnia główki pokrywa się z powierzchnią końcówki osadzonej w gnieździe korpusu gitary elektrycznej.

Grubość szyjki łącznie z podstrunnicą wynosi 25,4 mm (1"), natomiast grubość główki równa jest 12,7 mm (1/2"), co pokazuje Rys. 8.

Połączenie szyjki z korpusem

Bazując na doświadczeniach, jakie zdobyłem przy wykonywaniu stratocastera, muszę powiedzieć, że połączenie szyjki z korpusem jest niezwykle ważne. Od wykonania tego połączenia zależy jakość gitary i jej możliwości. Nie wiem w jaki sposób wykonywane są firmowe połączenia tych elementów, ale kierując się doświadczeniem inżynierskim postanowiłem zastosować pochylenie ( ok. 2o), które pozwala jednoznacznie ustalić oba elementy.

Takie połączenie gwarantuje większą sztywność niż w przypadku bez pochylenia. Zastosowany lekki wcisk (trudno go nawet zmierzyć) gwarantuje pewność połączenia. Ja uzyskałem go doświadczalnie szlifując, szyjkę papierem ściernym.

Wymiary gniazda zaczerpnąłem z fachowej literatury. Warto je zastosować bo wydaje mi się, że wynikają z wieloletnich doświadczeń firm, które zajmują się budową gitar elektrycznych.


a)

b)


Rys. 9. Połączenie szyjki z korpusem. a) gniazdo w korpusie gitary elektrycznej przeznaczone do zamocowania szyjki, b) przekrój pokazujący połączenie wykorzystujące wkręty z gwintem metrycznym i tulejki.


Zasady wymiarowe połączenia szyjki z korpusem są niezwykle proste i czytelne. Wypada zwrócić uwagę na odległość podstrunnicy od korpusu gitary - 3,18 mm (0,125") - jest to luz przeznaczony na maskę z przetwornikami. Zastosowane przeze mnie tulejki w połączeniu szyjki i korpusu pozwalają na wielokrotne montowanie i rozmontowywanie obu części.



Rys. 10. Podstawowe zasady wymiarowe połączenie szyjki z korpusem.


Gatunek drewna

Wybór drewna uwarunkowany jest przede wszystkim możliwościami jego zakupu. Rodzaje drewna przeznaczone na korpusy gitar elektrycznych opisane są szczegółowo na stronach:

http://www.gitara.pl,

http://www.warmoth.com

 

Poszukiwanie drewna zacząłem od sklepów z drewnem, ale jedynym gatunkiem drewna tam dostępnym była sosna. Potem sprawdziłem tartaki, ale tam sytuacja była bardzo podobna. Tak więc już na początku natrafiłem na problem nie do przebycia. Zdecydowałem się poszukać wśród stolarzy. Udało mi się i trafiłem na stolarza artystę, który zajmuje się renowacją mebli. Posiadał sezonowane, różne gatunki drewna. U niego zamówiłem jesion na korpus i szyjkę.

Korpus został sklejony z trzech kawałków drewna. Już w trakcie obróbki stwierdziłem, że jesion, chociaż polecany, ma jedną wadę, nie jest drewnem jednorodnym, ale składa się na przemian z włókien twardych i miękkich. Utrudnia to uzyskanie gładkiej powierzchni. Ta właściwość przeszkadza na etapie obróbki wykańczającej, chociaż można sobie z tym poradzić, używając szpachlówki akrylowej.

Już po wykonaniu stratocastera znalazłem w Szczecinie firmę: Handel drewnem egzotycznym i lokalnym Bracia Ludwińscy s.c.:

http://www.ludwinscy.com.pl,

w której kupiłem mahoń na następne dwie gitary.

Gitara - solid body charakteryzuje się prostą konstrukcją korpusu, który wykonywany jest z pełnego (czyli nie pustego w środku) kawałka drewna. Kształt nie ma większego znaczenia i zależy od upodobań i gustu.

Wykończenie

Założyłem wykończenie gitary w kolorach białym i czarnym. Korpus planowałem w kolorze czarnym, maskę z przetwornikami w kolorze białym, a szyjkę w kolorze naturalnego drewna. Wszystkie dodatki miały być białe.

Przetworniki elektromagnetyczne, układ elektryczny

Udało mi się kupić kompletną maskę wraz z przetwornikami elektromagnetycznymi i gotowym układem elektrycznym. Jednakowoż zbudowanie takiego układu nie jest skomplikowane. Schematy połączeń elektrycznych znajdują się na wielu stronach www, polecam odwiedzenie strony:

http://www.gitara.pl

 

Układ elektryczny przetwarzania drgań mechanicznych na elektromagnetyczne zawiera w sobie przetworniki drgań (przystawki), przełącznik pięciopozycyjny pozwalający włączać określone przetworniki oraz układ wzmocnienia i barwy dźwięku. Układ stratocastera zawiera trzy pojedyncze przetworniki elektromagnetyczne.



Rys. 11. Kompletna maska z przetwornikami elektromagnetycznymi.


Maska z przetwornikami, którą zakupiłem, jest produkcji koreańskiej i nie jest najlepszej jakości. Ma jedną zaletę, jest tania.

W tym miejscu warto zaznaczyć, że naczelnym celem, jaki mi przyświecał, było zbudowanie gitary elektrycznej. Ponieważ nie gram na gitarze, a jedynie mam ogromny sentyment do niej, to nie miałem zamiaru budowania wspaniałego, drogiego instrumentu. Pierwszy, budowany własnoręcznie instrument, jest poligonem doświadczalnym, gdzie można sprawdzić swoje umiejętności i wiedzę. Nie oczekiwałem rewelacji, ale starałem się osiągnąć jakiś, przynajmniej minimalny, poziom.

Układ elektryczny powinien być bardzo dobrze ekranowany. Wszystkie otwory w korpusie gitary elektrycznej ekranowałem poprzez wykonanie puszek z cienkiej, mosiężnej taśmy. Pod maską występowało szczątkowe ekranowanie, ale postanowiłem je ulepszyć i powiększyć. W efekcie tych zabiegów nie występuje charakterystyczny efekt "brum".

Algorytm kolejności wykonywania poszczególnych elementów


Korpus

(wykonywane czynności)

Korpus i szyjka

(wykonywane czynności)

Szyjka

(wykonywane czynności)

Przeniesienie rysunku na drewno

-

Przeniesienie rysunku na drewno

Wycinanie kształtu korpusu

-

Wycinanie kształtu szyjki

Wykonanie otworów pod elementy elektryczne, pasowanie z maską

-

Wykonanie kształtu główki, otworów pod stroiki

Wykonanie gniazda pod końcówkę szyjki,

Pasowanie obu części, zachowanie niewielkiego wcisku, wykonanie otworów mocujących oba elementy oraz blachy pod łby wkrętów

Wykonanie kształtu szyjki, końcówki szyjki do osadzenia w gnieździe korpusu, wklejenie tulejek

Wykonanie zaokrągleń i ścięć, polerowanie papierem ściernym

-

Wykonanie kanałka pod napinacz i otworów pod końcówki napinacza

Obróbka wykańczająca, szpachlowanie, polerowanie

-

Montaż napinacza, zaślepienie kanałka (wklejoną listwą), obróbka wykańczająca.

-

-

Przyklejenie podstrunnicy

-

-

Obróbka szyjki z podstrunnicą, wykonanie zaokrągleń, szlifowanie papierem ściernym

-

-

Wciśnięcie progów, obróbka końcówek progów fazą 30o, wciśnięcie progu zerowego, ustalenie wysokości strun od progu zerowego

-

-

Wykonanie oznaczeń progów na krawędzi bocznej (widzianej z góry) podstrunnicy.

-

Pasowanie obu części, ustalenie położenia mostka w korpusie, wykonanie osłony mostka od strony sprężyn

-

Wykonanie otworów pod mostek, próbny montaż mostka, założenie strun i sprawdzenie luzu sprężyn, ustalenie ilości sprężyn

-

Ustalenie napięcia napinacza poprzez pokręcanie nakrętki napinacza (oczywiście montując i demontując kilkukrotnie szyjkę)

Kilkukrotne malowanie korpusu

-

Lakierowanie szyjki po osłonięciu taśmą papierową podstrunnicy

Ekranowanie otworów pod przetworniki

-

Montaż stroików

-

Montaż szyjki i korpusu poprzez skręcenie wkrętami

-

Montaż: mostka, maski, gniazda, wykonanie, połączeń elektrycznych

Założenie strun, ustalenie menzury strun (najlepiej przy pomocy tunera)

W razie potrzeby korekta wysokości strun od progu zerowego

-

Próba instrumentu

-


Uwagi końcowe

Wykonałem gitarę elektryczną według powyższych założeń i jestem zadowolony z mojej pracy. Dzieląc się swoimi przemyśleniami i wiadomościami z zakresu budowy gitary elektrycznej, chciałbym zachęcić wszystkich do wspaniałej zabawy, jaką jest tworzenie, budowanie czegoś od początku, według swojego projektu. Niniejsze opracowanie jest z przyczyn obiektywnych krótkie i traktuje wiele zagadnień w sposób uproszczony, ale daje przyczynek do studiów własnych i dyskusji, którą warto zapoczątkować.