Laminated X-bracing

[loose-fur]

Afgelopen weekend las ik iets over laminated guitar bracing, oftewel: gelamelleerde bebalking.
Een gitaarbalk bestaat dan in de dikte uit meerdere samengestelde lagen die verlijmd worden, soms twee lagen spar met ertussenin een strookje tropisch hardhout, of soms steekt er een strook carbonfiber tussenin:

http://www.proulxguitars.com/buildup/build5.htm

http://images.yuku.com/image/pjpeg/ae815ebff2e9591db66fb9d4cc7bfe417621979.pjpg


Ik vroeg me af waarom er niet in de hoogte van de balk gelamelleerd wordt (ik vond er alvast geen voorbeelden van)? Kan deze manier van verlijmen immers geen voordelen bieden? Zoals:

* Een balk die in de hoogte uit verschillende lagen is opgebouwd, eventueel onder een radius verlijmd, is sterker en behoudt beter zijn vorm.
* Dus ook minder kans op splijten of breken.
* Is bovendien ook veel stabieler.
* En kan dus ook véél lichter gemaakt/uitgevoerd worden
* Lijkt me vooral bij een X-brace voordelen op te leveren, daar de stroken bij de kruising om en om in overlappende lagen verlijmd kunnen worden.

Wanneer de simulatie op onderstaande foto's meteen in een radius dish verlijmd zou worden, dan lijkt het me dat je deze balken erg licht zou kunnen gaan uitvoeren, en het risico op vervorming van het bovenblad (de welving van de top onder de snaarspanning) sterk zou kunnen verminderen.

Of vergis ik me? En heeft het verleden reeds bewezen dat ik dwaal?

https://lh5.googleusercontent.com/-BZtfYzplHec/U7v69-pLZ7I/AAAAAAAAETM/52hHvm1xs3c/w903-h677-no/1.jpg

Laag 1.

https://lh3.googleusercontent.com/-QEgAW1wDYbY/U7v690SZvII/AAAAAAAAETM/ecLnTHLISZc/w903-h677-no/2.jpg

Laag 2.

https://lh4.googleusercontent.com/-OG4jJmaRCeQ/U7v69wmw_JI/AAAAAAAAETM/akxnfR9bQK0/w903-h677-no/3.jpg

Laag 3.

https://lh5.googleusercontent.com/-3-nsMuVloFI/U7v6_fqf6wI/AAAAAAAAETM/C9OHUpWf5Gg/w903-h677-no/4.jpg

Laag 4. (en eventueel 5 en 6)

https://lh3.googleusercontent.com/-j35apocoQA8/U7v7AnG8yoI/AAAAAAAAETM/4lj88DvY42o/w903-h677-no/5.jpg

En een toetje ter afsluiting..




Tee.

[Sander-H]

Zal wellicht te maken hebben met het uitzetten van het hout?

Ik zag laatst een merk die de X bracing los had van elkaar via een over/under constructie zodat bij uitzetten er geen wringing tussen de braces ontstond. Even kwijt welk merk het was maar je kon voor 1 gitaar een leuke auto kopen. :)

Edit:
http://mcphersonguitars.com/technology/

Die dus, zeker de specials zijn errug :mmmm:

[pueblo]

wat ik denk:
bij laminatie in de hoogte zou ik zeggen dat er meer kans is op delaminatie (al is de doorbuiging natuurlijk vrij gering)
(bij een gitaarhals zien we bijvoorbeeld ook laminatie in de andere richting)
het is ook de reden waarom deze 'all wood' lijmklem van John Heisz stuk gaat:

https://www.youtube.com/watch?v=1bPXcQxlyiQ (omstreekst 1:11 zie je allemaal barstjes tussen de verschillende lagen)

hier over een horizontaal gelamineerde nek:
http://www.talkbass.com/threads/horizontally-laminated-neck-yes-or-no.409940/

[stijnkenens]

De balk hoe jij laat zien is nog steeds onderhevig aan doorbuigen. Zaag maar eens een strook multiplex uit, en zie welke kant er het meest flexibel is.

Als je ze in de breedte lamineert heb je ook veel minder hout nodig voor dezelfde stevigheid, dus je klankblad wordt lichter van gewicht, maar behoud wel zijn structurele eigenschappen.

Een te zwaar klankblad kan niet in beweging gezet worden door een aangeslagen snaar.

Een akoestisch instrument is een evenwicht tussen stevigheid en flexibiliteit, slaat het een of ander te hard door, dan zit je met een veredeld vogelkastje !


s.

[barno]

Ik was ook al van plan om bij mijn J45 bouw laminated braces te gaan doen nadat ik de mc pherson factory tour zag. De visuals van die gitaren zijn niet mijn ding maar damn, wat een oog voor detail en kwaliteit!

Ik zal dan padouk gebruiken ipv rosewood

[stijnkenens]

Wel dikken bullshit wat die daar aan het verkopen is, alsof hij het uitgevonden heeft.
Dat bestaat al zeker 100 jaar !

Er staat een artikel in American lutherie over een historisch instrument met gelamineerde balken. Maar dan wel zonder al de fancy brugjes en gaten erin.


s.

[barno]

Wel dikken bullshit wat die daar aan het verkopen is, alsof hij het uitgevonden heeft.
Dat bestaat al zeker 100 jaar !

Er staat een artikel in American lutherie over een historisch instrument met gelamineerde balken. Maar dan wel zonder al de fancy brugjes en gaten erin.


s.

easy boy! :)

als hij niet van het bestaan van dat instrument weet, is het normaal dat hij denkt dat hij dat concept heeft uitgevonden.
Ik was alleszins onder de indruk van hoe die mc pherson instrumenten worden gebouwd.


https://www.youtube.com/watch?v=-1PBzYF8Pc4


https://www.youtube.com/watch?v=Tb1K-LGVXLw

[loose-fur]

De balkjes die ik hier voorstel, Pueblo, worden in wezen niet 'plat gelamelleerd', maar net op eenzelfde wijze als die van een gitaarhals, zijnde: met de lagen in de dikte-richting, en niet in de breedte-richting, toch? Het zijn gewoon de krachten op de lamellatie die bij een hals uit een andere richting komen.

Multiplex verschilt in grote mate met de verlijming die ik hier voorstel, Stijn, bij multiplex liggen de nerven van de verschillende lagen immers gekruist. Van 'korte' dwarse houtrichting kun je inderdaad niet veel stevigheid verwachten. Bovendien wordt een multiplex ook niet onder een radius verlijmd.

Ik zit eigenlijk meer hier aan te denken:

http://www.gelijmde-houtconstructies.nl/documents/c72a4d36-b612-4c05-a9fd-638cd093ebd6/CmsHandlerDocumentHandler.ashx

http://www.woodforum.be/sites/woodforum.salusa.indiegroup.be/files/u3/toepassing-constructie0.jpg

http://www.groepterryn.be/sites/default/files/styles/3x2/public/contact.png?itok=e-r9inaO

Met geen enkele massieve houten balk kun je dergelijke kracht, overspanning en stabiliteit verwezenlijken.

http://static.skynetblogs.be/media/96396/dyn005_original_560_420_jpeg_2512623_4966cae416da9 cd6d1af244cd21ff44d.jpg

Deze geschilderde spanten (in Noors dennenhout) houden reeds stand sinds de jaren '50 van de vorige eeuw..
( http://kortrijklinksbekeken.skynetblogs.be/archive/2008/03/29/weer-erfgoed-in-stijl-expo58-dat-verdwijnt-in-kortrijk.html )


Tee.

[gertgert]

ik heb laatst verticaal gelamineerde backbracings gemaakt van kwartiers spruce-pallisander-spruce.
vond dat het relatief veel hout kost en of je nou echt verschil in klank hoort vraag ik me af.
misschien bij toepassing in de top wel. tijdens het cordefactum merkte iemand op dat veranderingen in geluid pas waarneembaar zijn als ze >14% afwijken van de nul-situatie. heeft een verticaal gelamineerde bracing meer of minder dan 14% verschil in klank? da's maar de vraag. constructietechnisch wel een interessante optie, vooral nu je met die dakconstructie voorbeelden komt.

[pueblo]

ik denk dat GluLam (gelamineerde balken) vooral gebruikt worden omdat ze daar vrij grote overspanningen mee kunnen maken (mits de hoogte van de balk groot genoeg is), massief hout is er niet/nauwelijks in die afmetingen. En dat het nauwelijks verticaal gelamineerd wordt omdat:
-je dan heel brede platen nodig hebt
-je het hout niet meer in een vorm kan buigen

volgens mij slaat stijn de nagel op de kop.

maar je kan altijd eens testen :)

[stijnkenens]

Ok, ik moet misschien wat beter op mijn woorden letten, maar in deze tijden van Internet heb je gewoon je onderzoek niet goed gedaan. (ik heb het dan over het feit dat Mc Pherson laat blijken dat het zijn uitvinding is) zo ver moet je niet zoeken naar gelamineerde zangbalk.

Ik mag het inderdaad niet vergelijken met multiplex, maar multiplex wordt ook vaak in losse vellen aan elkaar gelijmd om bepaalde curves te verkrijgen.
Die balken die je laat zien, Tee, zijn gigantisch voor die overspanning te kunnen maken. Je hebt dus veel hout, en veel gewicht, nodig voor dezelfde stevigheid die je wil behalen.

Pueblo heeft daar ook een punt: je kan het niet in de andere richting doen, want hout in die afmetingen bestaat niet. Maar die spanten worden niet nadien gebogen, die worden in die vorm verlijmd !
Daarom nogmaals: je hebt teveel hout nodig om een zelfde stevigheid te krijgen, daarom worden ze anders gelamineerd, minder hout, zelfde stevigheid.



s.

[RS-Rik]

Zoals ze het hier hebben gedaan lijkt het mij het stevigst en stijfst voor deze toepassing. Als ze echt goochem zijn zorg je dat de houtdraad íetje gekruist ligt, dan worden niet alle afschuifkrachten opgevangen door het "zachte" deel van de houtnerf.

Als je zo gaat verlijmen zou het best wel eens zo kunnen zijn dat de stijfheid van de lijm invloed gaat hebben op de klank. Zeker als het een lijm is die relatief ver doordringt in het hout.



De manier waarop die balken van die hal zijn gemaakt zijn om heel andere redenen zo gemaakt. Ten eerste is dit een gemakkelijkere manier om aan de benodigde lengtes hout te komen, en ten tweede, alle civiele techniek is miljoen miljard keer overgedimensioneerd om er zo zeker mogelijk van te zijn dat het niet instort. Als een constructeur de sterkte aan laat komen op hoe de houtnerf precies ligt wordt dat never nooit niet goedgekeurd. De vergelijking tussen die hal en de gitaar (qua constructie) is op alle vlakken appels en peren.


Wat de gelamineerde X bracing betreft, ik zou de laminatie verticaal doen en niet horizontaal, zie het Multiplex verhaal, én denk je echt dat het stapelen van die kruising zo veel toevoegt? Het is maar een kleine kruising en het is onmogelijk te weten of daar echt een dikke krachtconcentratie zit. Als je vrije trillingen wilt zou ik er voor opteren om dat hele kruis eruit proberen te halen.


Koolstofvezel:

Behoorlijk stijf, veel stijver dan hout (zeker unidirectionele vezel (alles 1 kant op) in de vezelrichting) en soortgelijk gewicht ongeveer 1000 kg/m^3 als ik me niet vergis Het is puur de stijfheid en de maximale sterkte die constructies uit koolstofvezel met epoxy zo licht kunnen maken. Maar het materiaal zelf is niet lichter dan hout) . Wat het doet voor de klank? Ik zou het niet weten, misschien kan Stijn een educated guess doen. Geluidsgolven gaan vooral heel veel sneller door koolstofvezel dan door het hout. Maar hoeveel invloed heeft dat binnen een gitaar?

[loose-fur]

Uiteraard worden dergelijke spanten in hun vorm verlijmd, Stijn, ik spreek hier dan ook voortdurend over 'radius verlijming'. Ik volg je ergens wel dat er minder hout nodig is om eenzelfde sterkte te bekomen, maar in het geval van een gebogen spant (en in wezen is een gitaarbalk dat ook vaak) is er net mínder hout nodig. Immers, wanneer je een bepaalde boog uit een rechte balk wil zagen heb je steeds verlies, terwijl je bij een verlijmde boog enkel het hout gebruikt dat nodig is om de boog te vormen. Bovendien vermeerderd de sterkte bij zo'n boog fenomenaal wanneer de houtnerf volledig de richting van de vorm (boog) blijft volgen. En een goede verlijming is bij mijn weten sterker dan het hout op zich.

Maar waar ik me bij dit draadje vooral op concentreer is de kruisverbinding bij een X-bracing. In het verleden al gemerkt dat deze verbinding vaak ter discussie staat. Bovenop de stevigheid van een 'gelamelleerd spant' bleek de samenstelling van zo'n 'boog' immers ook een stevig(er) alternatief te bieden voor de courante halfhoutverbinding. Doch, nu merk ik bij het bekijken van de Mc Pherson uitvoeringen dat zo'n stevige verbinding eigenlijk beter vermeden kan worden.. Dat het gebruik van een soort viaduct systeem de balken hun vrijheid laat (een idee dat ik ergens wel kan volgen). Deze viaduct uitvoering kan zonder het inboeten van stevigheid dankzij balken die in de breedte (hoogte) gelamelleerd worden, wat bij een dergelijke uitvoering inderdaad de beste optie is, Stijn, zonder twijfel. Helemaal met je eens.

Ik ben alvast nieuwsgierig op welk een manier jij aan het werk zal gaan, Barno..


Tee.

[warmong]

Mario Proulx lamineert zijn X-braces idd met carbon fiber. Maar de enige reden waarom hij dat doet is om creep tegen de gaan. Niet om redenen van gewicht of stijfheid.
De carbon fiber vertoont namelijk geen enkele creep, in tegenstelling tot vuren, onder statische belasting.
Is wel een killer voor je beitels.

[loose-fur]

Na heel lang zoeken toch eentje gevonden:

http://i146.photobucket.com/albums/r256/TJcanada/stuff/guitar/guitar-6-2009_2351.jpg

Het gaat ergens in de goeie richting, maar ik zie het met wat meer -en dus ook dunnere- lagen. Het is me ook niet duidelijk of de bouwer de lagen afwisselend laat doorlopen op de kruisverbinding, er wordt niet echt ingegaan op de laminated x-bracing: http://www.kitguitarsforum.com/archives/threads.php?id=4539_0_6_200_C

Maar de zoekopdracht laminated ribs bracht andere resultaten.. Met name pianobouwers durven blijkbaar wel eens met dergelijke 'spanten' aan de slag te gaan!

I build structure into my soundboards with engineered laminated ribs. They shape the board into a sweeping curve or “crown,” transforming board into a powerful spring.
( http://www.grandpianosolutions.com/piano-soundboard-design.html )

http://www.grandpianosolutions.com/images/bannerimg-piano-svcs-restoration-soundboards.jpg


http://www.spaldingpiano.com/resources/_wsb_483x362_Soundboard+049.jpg

The ribs begin as 1/8" thick slices of Sitka spruce, which are then laminated in a curved form to make arched beams.
( http://www.spaldingpiano.com/13.html )

Wanneer je bij zo'n instrument het aantal snaren en de afstand van de overspanning samentelt dan valt de som van een dergelijk balkje bij een gitaar misschien wel erg licht uit te voeren..?



Tee.

[barno]

mss wordt het gewoon zelden of nooit gedaan in het kader van "never change a winning team/idea" ofzo. Lijkt me dat je de ideale insteek hebt gevonden om een proefondervindelijk project te starten, Tee ... :)

[Mattia]

Wordt vaak genoeg gedaan - zie Greg smallman en Trevor Gore. Reden dat het niet vaker wordt gedaan heeft waarschijnlijk meer te maken met conservatisme bij bouwers en spelers dan wat anders.

[loose-fur]

Na een Google zoektocht ontdek ik bij beide heren gitaarbouwers 'verticaal gelamelleerde' balken (samengesteld in de dikte en niet in de breedte/hoogte van de balk), Mattia. Tenzij ik niet goed gezocht heb. Kan ook. Vergeef me dan.

Een horizontale lamellatie zorgt ervoor dat je de kruisverbinding bij de X-balken afwisselend kan overlappen, zodat een (zwakkere) halfhoutverbinding achterwege gelaten kan worden. Voorlopig vind ik daar weinig toepassingen, voorbeelden of foto's van. Maar ik blijf nieuwsgierig..


Tee.

[gengar]

Ik heb zelf ook vaker gedacht aan het gebruik van carbon omdat ik het voor framereparatie wel eens gebruikte, maar ben er toch niet al te enthousiast over. Werken met koolstof is namelijk helemaal niet fijn voor je gereedschap en voor je lijf. Ik zie meer nadelen dan voordelen wat dat betreft voor lutherie.

Horizontaal lamineren geeft een supersterke verbinding in de X wanneer goed uitgevoerd lijkt me, de vraag is alleen of dit iets toevoegt tov een normale goed gemaakte verbinding.
Hetzelfde geldt natuurlijk voor de massa/stijfheid combinatie van de bracing. Ik denk niet dat het doel is om een zo licht mogelijke en stijf mogelijke bracing te maken. Je wilt een systeem maken, blad/bracing/verbindingen dat optimaal reageert op de energie die er in komt. Daar is waar de goede bouwers zich onderscheiden denk ik, het geheel sturen naar een eindresultaat verwoord in klank.

[loose-fur]

Waar ik aan denk, Gengar, is dat dergelijk horizontaal samengestelde balken misschien nog een tikje lichter uitgevoerd kunnen worden tegenover 'massieve' balkjes? Zonder sterkteverlies, aangezien de houtnerf netjes de ronding/buiging volgt en je met een lijmverbinding zit die in wezen sterker is dan hout. Misschien zijn ze ook beter bestand tegen vervorming onder langdurige spanning, zodat het bovenblad na een aantal jaren niet/of minder bol komt te staan achter de brug? Want in welke mate is dat laatste klankbepalend na verloop van tijd?

Die supersterke X-verbinding is inderdaad een feit, maar wanneer ik dan merk dat bepaalde bouwers een dergelijke verbinding net gaan vermijden, door er een soort 'viaduct' van te maken, staat ook dit ter twijfel.

Alleen de praktijk zou of kan het uitwijzen, met de nodige voor- of tegenstand. Maar net daarom zitten we hier, op dit forum, toch?

Alvast dank aan de meedenkers!


Tee.

[gengar]

Het enige wat ik niet volg is dat je zegt dat de nerf de ronding volgt? Normaal word kwartiers gebruikt, je zou nu ahw dosse gaan lamineren?
Belangrijkste is wat je al aangeeft dat er geen eenduidig antwoord is. Pas als alles klaar is en de snaren er opzitten is het hele systeem om het zo maar weer te noemen klaar. Als het dan klopt is het goed, ongeacht wat voor lijnen je gevolgd hebt.

[loose-fur]

Wanneer ik jouw redenering begrijp spreek jij over de richting van het kopshout tegenover de ronding van het bovenblad, Gengar? Ik spreek over de nerf van de langse kanten.

Tee.