装配低音梁
现在,需要把低音梁精确地装配到面板的内弧上,其两边与面板平底面相垂直,即与琴框侧板平行,而不与弧形结构相垂直。
有些制作师是带着张力装配低音梁的,低音梁的弧度比面板的弧度稍小,每一端都有空隙,涂胶后紧压粘合。我们建议,在装配低音梁时,要么无张力,要么每一端得空隙不超过0.5毫米。为了做到这一点,装配低音梁时有必要把面板轻轻夹在前面例图所示的固定夹具之中(见图10.69),以防止移动。
把面板夹在固定夹具之中,用刀具修整低音梁的两个下角,以使低音梁垂直立起,不晃动,并处于正确的位置,确保劈开的下表面在琴马部位尽量平行(见图10.88)。用一把直尺靠在低音梁的边上,帮助判断低音梁是否垂直站立。
尽管能利用粉笔来装配低音梁,但用下面得方法也可很迅速地进行修整。在低音梁两端点上胶,粘在正确位置,用悬垂垫圈的方法,持一薄圈划一条约6~7毫米的偏距线。用垫圈和细铅笔,顺面板的内弧仔细向低音梁的两端移动(见图10.89)。去掉低音梁,用刀具以向下的角度斜削两边到线(见图10.90)。用灯照着斜面,削去两条线之间的余料,以确定低音梁的弧度以及粘合面的不同角度。把低音梁放到位,再检查是否垂直,除去所有明显的高处部分,知道低音梁初步合适为止。
利用粉笔装配低音梁
准备一根长度约10毫米×8毫米的软木,沿窄边一面粘贴上纸。待干后,截成长约10毫米的五块,在用粉笔进行装配和粘合时,用来牢牢把低音梁固定到位。
把低音梁放到位,轻轻夹住,用软木片或卡片保护面板的外表。用已备好的木块防滑钉顶住琴马部位低音梁的内侧,对防滑钉表面进行修整,以使往面板上轻轻按压防滑钉贴纸的那一面时,其角度与低音梁相一致(见图10.91)。
防滑钉配置合适,它的顶上成为一个斜面,把防滑钉粘到面板上,以顶住低音梁,防止移动。只用少量一点薄胶,不要把胶弄到低音梁上。把防滑钉放到位,过上30秒钟,让胶粘住。其余防滑钉也照此法加工,把防滑钉交叉开安放到低音梁的两边,以使低音梁左右两边牢牢固定,但纵向移动不受限制。待胶干透,检查一下低音梁的位置是否正确,并用直角尺进行核查,看是否垂直和顺直。
拿一段白粉笔,一端制成凿头状,用粉笔擦划面板上放低音梁的整个部位,吹去粉笔灰。把低音梁放到位,轻轻下压确保与板里相接触,同时很轻地纵向移动低音梁。在利用粉笔装配时,按压低音梁易使面板弧形结构变形,而造成配合不当。同样,如果低音梁纵向移动超过0.5毫米左右的话,粉笔痕的显示就会有失误,结果造成从两端削去的料比中间多。
去掉低音梁,仔细观察粉笔痕。粉笔痕被弄平的地方就表明是高处,不要与粉笔粉尘多的地方搞混。用刀具、凿子或拇指平刨削去高处,要小心,别把料削去过多。低音梁的末端可安放在工作台上刻好的凹槽里,以支承低音梁,便于修削。继续进行装配,安装需要重新擦上粉笔,有条不紊地操作,削去高处,自低音梁的中心开始,一直朝每一端削。要非常小心,别削去过多的料,造成凹陷,这就是说要以相同的量来削减整个表面。待低音梁装配趋于完善,可用刮刀进行非常少量的刮削。间或结合使用粉笔,要先用小直刷清扫板里,而后再用粉笔擦。如果固定低音梁的防滑钉开始松动,致使低音梁向一边晃动,就给低音梁和防滑钉的接触面插上薄纸,然后继续操作。要把低音梁装配合适,这是小提琴制作中一道要求极高的工序,这就想当然使其成为一件最令人满足的复杂工作。
待低音梁装配合适,在琴马位置低音梁的里边,距面板表面约15毫米处,标一个点,通过这个点,沿低音梁的这个边划一条直线,每一端得高度大致相同,至少7毫米。不要用手指触摸胶合面,把低音梁的顶面向下刨到此线,与边成直角。
继续装配低音梁,直到把它轻轻放到正确位置时,整个表面都均匀地沾上粉笔粉。按需要修削防滑钉,以使它低于低音梁的顶部。
低音梁粘合
理想的做法是,用五个深颈的轻便夹子夹住低音梁,同时把面板放在固定夹具里,以免胶合时变形。如果没有现成的,图中所示的简单夹子就可使用(见图10.92),但是要把面板从固定夹具上取下来,放在软垫上。采用这种木夹时,低音梁的顶部应该成斜面,以确保夹具在中间起作用(见图10.93)。应保护好面板的外表面,若使用螺旋夹具,就得垫上长条厚卡片,而采用木夹子,应该沿一边粘上软木片。
胶合低音梁之前,先把夹子放到位,从中间开始,仅仅施以轻压,检查接缝处有无小缝隙。用螺旋夹具时,要每边交叉排列,有助于使重量平衡。用木夹时,从低音一边轻柔地推,同时从相对的一边支撑住低音梁,以免低音梁晃动。去掉夹子,按同样的顺序把夹子放在工作台上,免得弄乱。
备好刚煮好的中等稠度的胶,屋内要暖和。把低音梁直立拿起,处于胶锅的上方,往表面涂胶,而后迅速放到位。像前面一样,从中间开始上夹。操作要细心而快速,确保夹子的作用在低音梁的中间(见图10.94)。当胶稍稍凝固,就用张卡片刮去面板里面的余胶。水容易给接缝带来麻烦。整夜不要动它,待干。
修整低音梁
待胶彻底干透,去掉夹具,用凿子细心铲去防滑钉(见图10.95)。这些防滑钉有可能已粘到低音梁上,可向下铲成薄木片后,再用湿刷子把它除去。低音梁与其宽度相比还很高,一定要避免往低音梁的边上施压,这样会影响胶合缝。
防滑钉铲除后,开始刨低音梁的顶部,与面板边缘相平行,琴马部位留下的低音梁高度,要在接近中缝的那一边测量,应该为13毫米略高。把面板放在固定夹具里,用小平刨操作(见图10.96)。
低音梁顶部的确切形状,与弧形结构的形状以及面板的柔韧性有关系。作为起始点,先要考虑到图中所给的数字,然后在使低音梁的横断面成型,并阅读有关琴板定音的那一章(见图10.97)。如果弧形结构弧度上升得陡急,而且有一段长而近乎垂直,那么低音梁的中段也应长一些,但是琴马部位匀称的弧形刚需要低音梁给少许支持。所有测量数据都取自接近中线的这一边。
在琴马部位和低音梁中心之间的当中标一个点,向每边约45毫米划两条线。用一把拇指曲线小刨,从这两点朝下向两端刨去,刨出一条圆滑的弧线,两端留3毫米多些。把这个弧线与中间段融为一体,但琴马部位附近的高度要留足。
横断面成型
在修整低音梁的最终高度之前,先用刀具使其横断面成形(见图10.98)。中段是抛物线状,往一端去,逐渐变成半圆状。在削边缘时,对纹理走向要感觉敏锐,而且刀尖不得触及面板(见图10.99)。低音梁的最宽部位始终在胶接缝处,横断面的最高点应保持在中心。用刮刀或细砂纸去刀痕,使外观匀称。此时可参考第12章,完成低音梁的制作,回过头来用凿子修整两端,确定其最终长度,末端的角度约为45度。要小心,以免凿进面板(见图10.100)。
中接缝防护钉
为使面板经琴板定音而圆满完工,有些制作师沿中接缝装配了防护钉。要装的话,通常有五枚,装配时其纹理走向应该与面板纹理相垂直。把首木和尾木之间的距离一分为六,标上防护钉的位置,这些分隔物要沿接缝走。
如图所示,备好云杉小木块(见图10.101)。一边划上铅笔线,以帮助成一直线。在第一块防护钉的位置细心用粉笔涂擦,进行装配,然后切开达到2毫米的厚度,涂上稀薄到中等稠度的胶,轻压上来。待胶凝固,刮去余胶,留待干燥。再按此法制作其余的防护钉,然后回过头来进行修整,使其中间的厚度达到约1.5毫米,要小心从事,以免凿子划上面板(见图10.102)。用精细砂纸打磨,使防护钉表面光洁。
11.背板
虽然背板与面板在许多方面相似,但其作用稍有不同。人们把面板称做小提琴的“发动机房”,因琴弦的颤动而产生力量。背板承受着自琴马高音脚通过音柱带来的张力,提供了类似低音梁的弹力。在音柱的驱动下,背板也成了第二块振动板。以此方式,两块板一同起作用,把琴弦的振动扩大到惊人的程度。背板、侧板以及首木、尾木、角木,作为一个整体,还给小提琴提供了一个力量的核心,帮助抵抗琴弦张力所产生的力。
制作背板,用一块板,或者两块拼合起来,木料通常为波纹槭木或带花纹的悬铃木。虽然锯成板材的木料有利于制作较大型的乐器,但是制作小提琴,通常还是用径锯的槭木更好。木料应该完全风干,以免制作时变形,虽然楔形木薄的那端生长线变宽,但还是要求生长线适当紧密而且间隔均匀。当然,花纹的选择纯属个人所好,不过要记住,带有深深花纹的木料往往更难切削得光洁平整。槭木的密度可能有相当大的差异,同时结构也会有所不同。给背板选料时要记住,从声学的角度讲,比较轻的料要比密度较大的料或许效果更好,因此就更可取,尽管木料的花纹也许缺乏吸引力。小节疤一般不成问题,除非位于音柱部位。不要采用带黑色斑的木料,因为这种色斑表明在板表的下面隐藏着矿物质沉积物,在加工进展中就会暴露出来。
由于背板的许多工序与面板相同,本章仅指出它们之间存在的不同之处,适当提供方法,供选择。
两块板拼合成背板
虽然前一章提到的磨擦拼接的方法可用在背板拼合上,但木料的性质使这种方法在这里不大合适,因为接缝边常常会不规则地膨胀,致使接缝开裂。
采取和面板同样的方法,备好两半幅背板料,外加以下几点注意事项:
1.用精细边刨,把每块板薄的一边刨直,并与底面垂直。
2.努力从两半幅板的接缝边上刨去等量木料,因为这样有助于产生良好的两块板拼合的效果。把两块板放在平面上,把紧靠接缝的顶边刨成同样高度(见图11.1)。完全像加工面板那样刨接缝边,但刨刃可能需要磨得更快。
3.仔细拼配两幅板上的花纹,在接缝处划条横线,胶合时会有帮助见图11.2)。
接缝粘合
方法:
准备好两块半条,大约400毫米×50毫米×25毫米,把一面刨直刨平。两副框形夹具放在工作台上,间隔约200毫米。把两块板条放进夹具,再把背板的两个半面一起放进夹具,平的一面朝上,接缝处落在框形夹具的梁上见图11.3)。只以适度的力量平稳地拧紧夹具。仔细检查接缝的两边,看有无缝隙。对这一程度进行练习,把背板两半一起拿起来,再把它们放进夹具,不要把接缝搞乱,如果有可能,你一起拿住两块板,角度摆正,有个助手准备好拧紧夹具。
一旦你对这一程序的练习感到满意,就备好新煮的中等稠度的胶,像前面一样固定好背板的一块半面,刨平接缝边。进行如前一章所述的磨擦拼接,确保顶面平直,而且要对准接缝上的铅笔线。
一旦感觉胶有阻力,就松开夹具,迅速把背板放在夹具,要特别小心,别把接缝弄乱。平稳地上紧夹具,检查两面有无缝隙,然后刮去余胶。不要碰它,放上一整夜,让它完全干透(见图11.4)。
刨光下表面
去掉夹具,把背板放上两三个小时,然后再刨,因为夹具可能已使木材有点绷紧。如果木材的花纹很深,开始刨时有必要横纹理进行,然后再把刨刃磨快,按对角线斜刨,顺着纹理刨,以免刨坏。可能需要再次把刨刃磨得比以前更快。
划线锯切外形轮廓
肩扭应清楚地划出,开始尺寸要留大一些,因为琴颈装好之后,还要按尺寸进行修整(见图11.5)。在锯切外形轮廓线时,有经验的制作师往往先锯肩扭边缘,要小心,别锯进主轮廓线。然后像前面一样,锯其余轮廓线,还是要小心,以免把底面锯坏。外形轮廓线锯好之后,就要考虑进行弧形结构的粗制,然后确定边厚和最终外形。
边厚
背板的边厚与面板相同,而肩扭部位的边厚时有增加,以增加一点强度(见图11.6)。
饰缘
最终外形完工后,就以与前面同样的方法,划出饰缘凹槽,只留下肩扭部位。然后必须越过肩扭在光洁的弧面上挖凹槽。
许多小提琴的首尾半径都集中在背板长度的黄金分割线上。通过1.618这个数字,在中线(不包括肩扭)上分开背板的长度,来找出这个点,从尾部边缘起测量这段距离。确定中线上的这个点到一条凹槽线的末端之间的分隔点,看是否会产生正确的弧度。或许在达到正确之前,有必要先把弧的中心上下稍微移动一下。然后,在重新设定分隔点以划出第二条线之前,这条凹槽线就很容易划出。
在切挖凹槽时,就会发现,虽然木材比面板硬,但操作起来比较容易,因为其纹理比较平直,刀具不会像在面板上那样容易跑线。像以前一样,先在边脚料上试挖凹槽,以确定凹槽的宽度。槭木涂胶后容易膨胀,但其膨胀率比云杉小,凹槽可以切挖得稍微窄些。
再准备好六根饰缘条,但在上段和下段里要有个接头。这个接头一般离开中线在低音一边。
像以前一样,饰缘条经过备料、干燥和装配,但先不得修整高音一边上段下段的饰缘。低音一边饰缘的末端,经修整之后,距中线大约30毫米,角度为45度(见图11.7)。胶合低音一边的饰缘,把末端凹槽里的余胶清除干净。得干透,装配高音一边的饰缘,修削末端,造成斜接头,这在完工后的小提琴上一般难以察觉,然后胶后这些饰缘条(见图11.8)。
板里挖空和厚度确定
方法:
像制作面板那样,背板外面的弧形结构完工之后,就划出板里挖空部位的分界线(见图11.9)。注意:到首木和尾木边缘地区,厚度可减少一点,因为背板的这些部位不像面板那样容易出现裂缝。
制作面板时,其厚度往往很单一,而背板却总是朝着中心逐渐变厚。制作师对最厚部分的准确位置持有不同意见,但是把这一块放在离开音柱部位的地方却似乎是合理的。西莫内·萨科尼(SimoneSacconi)在他优秀著作《斯特拉迪瓦里的“秘密”》(LibrariadelConvegno,1979)一书中,详尽地论述了斯特拉迪瓦里确定板厚的问题。就这一主题,图示提供了有关的变化量。把首木和尾木之间的这段距离分成14等份。从顶端开始数,在第六和第七分割线之间的中心标个点。那么,厚的部位就集中在这个点上,头三个部位制作成椭圆形,往首木和尾木进行,厚度稍有增加。图中所给的数据时暂时性的,这样几乎必然会使背板过于坚硬,但以后在琴板调音时,可平稳削减,保持厚度以完全相同的比例分布。
用台钻或柱形钻,通过打眼预定深度,可标出各种不同的厚度。这虽然不是传统技术,但随着不断实践,可使挖空的工序更迅速更准确,因为在孔底就可以清楚地看到挖空的限度。由于这种技术本身存在着危险性,所以我们建议,先在边脚料上作试验,然后再在背板上钻眼。
制作一个简单的支座,顶是圆的,蒙上层薄皮革,牢固地粘在底座上(见图11.10)。刨一段渐渐变窄的硬木,用厚度卡尺精确地标上各种厚度,造成一个测隙规(见图11.11)。
把支座夹到台钻的底座上,用合适的钻头对准支座顶端。到钻头中心点约差5毫米就合适了,因为这个点提供了安全的保障,主孔的水平高度达到之后,靠小点就表明了“最终”厚度。确保钻头牢牢地上紧在夹头上,然后把测隙规放入钻头中心点和支座之间的空隙,深度限位器牢牢上紧。
从最厚的部位开始,围绕铅笔线之间的部位钻几个孔,可稍稍超过一点,钻到相邻的部位(见图11.12)。抓住背板,方向与外面弧形结构的形状相垂直,确保背板始终与支座相接触。用中高速钻眼,但压力很轻,以免划伤背板外表面。继续用同样的方法钻其余的部位,开钻之前要复核深度限位器的安置。
待所有的部位都钻好,就像前面一样用弧形半圆凿铲挖板里,还是要小心,避开胶合部位(见图11.13)。背板用半圆凿就可迅速铲挖到孔底,然后就像前面那样用拇指弧线刨平稳地削减厚度,刨去凿痕以及不同厚度部位之间形成的台阶。一直经常用卡尺核查厚度,以免造成薄弱部位,而且请阅读下一章,然后再往下刮板里,以达到最终厚度。
中接缝防护钉
如果需要,就像前面那样装上这种防护钉,用云杉或普通槭木制作,其纹理要与背板的纹理相垂直,通过粉笔试装,再胶合到位。
12.琴板定音
在琴身装配之前,琴板要确定厚度还要定音,以得到优良的声音核心,达到令人满意而演奏质量。这个问题既复杂而又有争议,具有这种性质的书只能提供些指导原则。已出版的论述这一问题的大量著作,都是高技术的、具有科学性的,似乎与许多小提琴制作师所喜欢采用的比较直觉的方法有些不相称。
由于种种原因,琴板定音的规则几乎无法制定。比如,两块木板不会以相同的方式传送声音。弧形结构形对于小提琴的音质具有深刻的影响,这是由于琴身内部的空气容积和音孔的大小和形状造成的。制作师们对面板和背板的理想关系存有争议,而音乐家们对小提琴“理想的”声音也持不同看法。
古代名琴的横断面普遍显示出厚度的不同以及轻敲音的差异,这表明琴板定音的不同方法还是可以造就发音优良的小提琴的。每个制作师对这个问题有他或她自己的认识,这里包含着,凭借制作师以往的经验,对特定的一块云杉或槭木及其最佳厚度所具有的直感。所以帕特里克·罗宾(PatricRobin)强调,有必要保留制作每一把小提琴的详细记录。
不应该因表面上的价值就把琴板定音的个别方法看作是“正确的”而加以接受,但是因为这本书是按初学者的思路来写的,我们希望提供一个简单易懂的方法,可以用来作为由此前进的起始点。应该强调,这种方法只涉及未固定的琴板,并不是着手解决已完工的小提琴板面的振动方式的。比如,恰恰就在琴板饰缘以内的地方,对音质和发音控制具有重大的关系,但遗憾的时这些地方容易搞得太薄,因为这些地方对敲音的影响往往是微不足道的。可以想象得到,那些杰出的制作大师把这些地方留得相当厚,直到小提琴拿来演奏,还没有上色涂漆,那就更加确定无疑,当时他们可能是从琴板外面修整厚度的。
卡利恩·哈钦思博士(Dr.CarleenHutchins)既是小提琴制作师又是位科学家。她拥有著名大学授予的四个荣誉博士学位,她与卡尔·伯杰(CarlBerger)研究小提琴制作达五年,与西莫内·萨科尼(SimoneSacconi)又三年。她研究小提琴声学有四十多年,创立了美国卡特古特声学协会(CatgutAcousticalSocietyofAmerica)。她的工作包括,通过乐器的制作和试验,全面体现自己的研究成果。这里有好几百把传统小提琴,而且还产生了“声音理想型”的新小提琴家族。下面是《小提琴制作者的琴板定音》这篇文章的摘要,文章发表在“卡特古特协会杂志”1983年第39期上。建议读者关注卡特古特声学协会重印有关声学和其他所有专题的文章(见附录3)。
一根普通长方木条,从每一端起在其长度的五分之一处,把这两个点用东西支住(像在木琴上那样),敲其中心,就找到了它振动的正常模式。这两个点叫做波节(nodes),基本固定不动,而木条的中间和两端在振动,这振动部分就叫做波腹(antinodes)。如果木条有足够的长度,就可通过移动支撑点和敲击部位的方式来找出其他正常振动模式。这些振动模式的频率,随木条厚度的变化而变化;如果长度、宽度和材料都一样,那么木条越薄频率就越低(见图12.2)。
不过,小提琴弧形结构形的面板和背板,其正常振动模式要比木琴条复杂得多。自18世纪以来,人们已经懂得,用东西支撑住小提琴琴板的某些点,使其水平,在板里撒上细粉末,用弓拉其边缘,用这种方法就可以看见这些正常的振动模式。小提琴琴板共振时,粉末就聚集在不振动的波节部位。这项技术是由恩斯特·克拉德尼(ErnstChladni)引荐,并经费利克斯·萨瓦尔(FelixSavart)与其他人在早期研究中使用过的。
1970年,卡利恩·哈钦斯通过利用全息干涉测量法(HologramInterferometry),发现小提琴琴板的正常振动模式可以用非常实用的方法呈现出来。全息干涉测量法利用激光显示出干涉条纹,或者相对于振动体的静止状态而言,这些条纹勾勒出振动体在什么部位弯曲。
因为激光设备一般在弦乐器制作师的作坊里是找不到的,哈钦斯博士设计出一种比较简单的代用品,此设备构成为一台提供可变正弦波的声频发生器,它连接着与一只台式扬声器相连的频率计数器和声频放大器。如果小提琴琴板的波节点位置在柔软的泡沫塑料垫上,波腹部为处于扬声器上方(不用机械连接),板里撒上细粉末,就可以改变频率,直到琴板以其一种或多种正常振动模式发生共振为止。接着就把频率记录下来,经过分析的粉末就会成为图形,而且粉末向上弹跳所形成的高度就显示出相对振幅。可以用这种方法把几种振动模式分离开,到目前为止,哈钦斯博士和其他一些人已经能够通过改进模式1、模式2和模式5的图形以及改变这几种模式所产生的频率,创造出具有良好演奏质量、发音出色的小提琴(见图12.3)。
这些频率与小提琴制作师的传统技术有着密切的关系,制作师弯曲琴板以确定其相对硬度,而以轻敲琴板来确定琴板的频率。当弦乐器制作师弯曲琴板时,他是在确定模式1的硬度。当他横着纹理弯曲琴板时,就是正在检测和确定模式2的硬度。如果他把琴马部位顶住工作台,在两端压琴板,就是在体会模式5相对长纹理的硬度。
厚度分布较差的琴板,波节线的图形就模糊不清或形状不理想,而且可能说明局部过硬。应该强调,需要注意的部位不一定就是图形上显得相对不活动的部位,但是在使用传统技术时,应该结合克拉德尼图形,以查明问题在哪里。
通过对二百多个小提琴制作家族的小提琴未固定琴板模式的频率进行仔细研究,已经发现那些发音优良、演奏质量高的小提琴,在装配之前,它们的未固定面板和背板处于模式1、2和5时,其振动频率大致如下:
面板赫兹背板赫兹
模式190100—200
模式2180180
模式5360360