De pantograaf

Kopontwerp 1e gitaarBij mijn eerste gitaar heb ik de kopinlay op de gebruikelijke manier aangebracht: een tekening op de kop geplakt, en met een klein freesje in de dremel voorzichtig uitgefreesd.

Omdat ik geen langdurig routinewerk werk wil doen, maar wel alle nog te bouwen gitaren wil voorzien van dezelfde kopinlay, heb ik gezocht naar een methode waarmee dit eenvoudiger uit te voeren is. De oplossing die ik heb gevonden is gebruik te maken van een pantograaf. Hier een beschrijving van de pantograaf. Het maken van de kop en inlay worden elders beschreven.

De pantograaf: werking en opbouw

Principetekening van pantograaf
In de tekening geldt:
S = volgstift
P = scharnierpunt + pen
V = vast punt
A, B, C = scharnierpunt

De pantograaf werd in het begin van de 17e eeuw uitgevonden als hulpmiddel bij het kopiëren van tekeningen. Hij bestaat uit een parallellogram van hout of metaal, met daaraan gemonteerd een stift waarmee de omtrek van een afbeelding wordt overgetrokken, en een potlood aan een ander uiteinde, waarmee de figuur wordt nagetekend. In dit geval wordt de pen vervangen door een frees.

Hoeveel het apparaat vergroot of verkleint wordt bepaald door de lengteverhouding van de verschillende onderdelen.

Mijn pantograaf is zodanig gemaakt, dat deze een factor 4 verkleint. Het grote voordeel hiervan is, dat ook alle eventuele foutjes die gemaakt worden bij het volgen van het origineel met een factor 4 verkleind worden! Ook prettig is dat het geheel stabiel is: je kunt gewoon even stoppen, zonder risico te lopen dat de frees per ongeluk verplaatst wordt.

De 1:4 verhouding ontstaat door de keuze van de positie van de scharnierpunten: VC=1/4 VA en AB=1/4 AS, in mijn geval 10cm en 40cm.

Het wiskundig bewijzen van de werking voert te ver, maar het is eenvoudig in te zien dat elke beweging van punt A (door bewegen van S, met draaipunt V) een 4 x kleinere beweging van punt C tot gevolg heeft, hetzelfde geldt voor de punten S en B (draaipunt A). Omdat P verbonden is met B en C, worden de bewegingen van die punten netjes gevolgd. Ook duidelijk zal zijn dat als potlood en stift verwisseld worden, het apparaat een factor 4 vergroot.

 

Pantograaf met dremel

Om de montage gemakkelijker te maken, is het het stuk CP verschoven, zodat het scharnierpunt niet samenvalt met de "pen". Dit kan ongestraft, als de lengte en richting maar gelijk blijven, en de pen op de oorspronkelijke plaats blijft.

De gebruikte materialen zijn aluminium strips (licht, stabiel en eenvoudig te bewerken) en perspex (doorzichtig, zodat je kunt zien wat er gebeurt)

De constructie is zo simpel mogelijk gehouden: de scharnierpunten zijn gemaakt met behulp van verzonken schroeven, de andere kant is getapt om speling te voorkomen, en voorzien van een borgmoer tegen het losdraaien. Een druppeltje olie zorgt ervoor dat alles spelingvrij maar toch soepel beweegt.

Bevestigingsbeugel

Met behulp van een beugeltje van 2 mm dikte wordt het dremel hulpstuk met zijn eigen moer bevestigd

De dremel bleek erg zwaar in verhouding tot de rest van de constructie, daarom wordt nu gebruik gemaakt van een flexibele verlengas voor de dremel, die veel lichter is. (de oude bevestigingsgaten zijn nog zichtbaar).

 

Onderaanzicht

Opmerkingen bij het onderaanzicht (alles loopt echt recht en parallel, het beeld wordt vertekend doordat de foto van dichtbij is genomen):

  • De lengtes van de punten die op de grond steunen (de schroef in punt A, het vaste punt en de volgstift) zijn zo gekozen dat alle strips horizontaal lopen.
  • Het te frezen deel moet zodanig op hoogte worden gebracht (stukjes triplex oid.) dat het perspex waarin de frees is bevestigd hier horizontaal op rust.
  • De dikte van de volgstift zou theoretisch 4x de dikte van de frees moeten zijn (=4x0.8=3.2 mm). Ik heb hem 1.6 mm gemaakt, daardoor worden de uitgefreesde gaten aan alle kanten 0.2 mm ruimer. Hierdoor passen de inlay plus lijm zonder te hard te hoeven drukken.

Na het frezen moeten eventuele scherpe hoeken nog even met de hand worden uitgestoken.

Ik heb ook geprobeerd het inlaymateriaal (zowel parelmoer als abalone) op deze wijze te frezen, maar dat is tot nu toe niet gelukt: door de grote zijwaartse kracht (door de 4:1 over-brenging 4 x zo sterk) breken de 0.8 mm freesjes op het harde materiaal.

Inlay in het hout frezen

"IJken" van pantograaf

Omdat de pantograaf met een factor 4 verkleint, worden eerst alle uitgezaagde abalone onderdelen op een uitgeprinte versie van de koplayout gelijmd, gescand, en 4 x vergroot uitgeprint.

De reden dat ik niet een vergroting van de originele tekening gebruik maar deze "tweetraps" methode toepas, is dat er bij het figuurzagen altijd een kleine afwijking zal optreden tov het origineel, en op deze manier wordt de echte vorm gefreesd.

Op de kopfineer wordt tijdelijk een 1:1 tekening geplakt. Door de frees achtereenvolgens op 2 punten te plaatsen, en de "grote" kopie op de overeenkomstige plekken onder de volgstift te plaatsen, wordt gezorgd dat het frezen op de juiste plek gebeurt.

De gebruikte 0.8 mm frees is een zgn. "downcut spiral" frees; dit houdt in dat deze zodanig van spiraalvormige groeven is voorzien, dat de snijbeweging neerwaarts gericht is. Dit zorgt voor een mooie strakke rand aan de bovenkant.

Ik frees per letter / symbooldeel eerst de randen, daarna de eventueel overgebleven eilandjes.

T in close-up

De kleine stukjes die zouden overblijven in de "o", "e" en de cirkel van het "OM" symbool worden weggefreesd, hiervoor worden later stukjes palissander in de abalone gelijmd. Te zien is dat de binnenhoeken door de geringe freesdiameter al redelijk scherp zijn. Het kan bij de scherpste hoeken nodig zijn deze handmatig iets bij te steken.


Het resultaat na inlijmen van de abalone (nog niet gelakt):

Abalone inlay in de kop van akoestische bas gelijmd

 

{gotop}

<  Hulpmiddelen    Frees Jig  >