Usiner la cavité électronique et les passages de câbles

Après la réalisation des cavités des micros, il reste à préparer les logements destinés aux composants électroniques et les passages qui permettront de les relier. Ces usinages sont généralement invisibles une fois l'instrument assemblé, mais leur qualité conditionne la facilité du câblage, l'accessibilité des composants et les possibilités de maintenance.

La difficulté consiste à dégager suffisamment de matière pour installer l'ensemble de l'électronique sans affaiblir le corps. Une attention particulière doit être accordée à l'épaisseur de bois conservée sous les contrôles, à la fixation des couvercles et à la trajectoire des perçages reliant les différentes cavités.

Préparer l'implantation de la cavité électronique

L'emplacement de la cavité a normalement été défini lors de la conception de l'instrument. Avant l'usinage, il faut cependant confronter le plan aux dimensions réelles des composants.

Les potentiomètres, sélecteurs, prises jack et éventuels circuits électroniques doivent pouvoir être installés sans interférence. Leur encombrement ne se limite pas à leurs dimensions extérieures : il faut également prévoir l'espace occupé par les connexions et laisser suffisamment de longueur aux fils pour permettre les interventions ultérieures.

Un sélecteur à levier, par exemple, peut nécessiter une profondeur nettement supérieure à celle d'un potentiomètre ordinaire. Un potentiomètre push-pull est également plus encombrant qu'un modèle classique. Quant aux circuits actifs, ils peuvent imposer des réservations supplémentaires pour une carte électronique ou une pile.

Cavité ouverte sur la face avant ou sur la face arrière ?

Deux architectures principales sont utilisées sur les guitares électriques.

La première solution simplifie généralement la fabrication : les composants peuvent être assemblés sur la plaque avant leur installation, et les contours de la cavité restent cachés.

La seconde exige davantage de précision. Il faut ménager une épaisseur de bois adaptée à la fixation des contrôles, usiner un logement pour le couvercle et conserver suffisamment de matière autour de ses points de vissage.

Sur un corps à table sculptée, ces contraintes sont accentuées par les variations d'épaisseur entre les différentes zones.

Déterminer les dimensions et la profondeur

La cavité doit être dimensionnée autour des composants effectivement retenus pour l'instrument, plutôt qu'à partir d'un contour générique.

Le plus simple consiste à présenter les potentiomètres, sélecteurs et autres éléments sur un gabarit reproduisant leur position définitive. Cette simulation permet de vérifier leur encombrement mutuel, l'orientation des connexions et l'espace nécessaire aux câbles.

Une attention particulière doit être portée aux composants qui possèdent des parties mobiles ou qui doivent pouvoir être retirés sans démonter toute l'installation.

L'épaisseur de bois sous les contrôles

Dans une cavité arrière, les potentiomètres sont généralement installés depuis l'intérieur, leur axe traversant la face visible du corps.

La longueur de leur canon fileté doit permettre de traverser le bois et de recevoir la rondelle ainsi que l'écrou de fixation. Si l'épaisseur est excessive, le potentiomètre ne pourra pas être serré correctement.

Il existe des modèles à canon long, mais leur disponibilité ne dispense pas de contrôler l'épaisseur locale du corps.

La difficulté est comparable pour les sélecteurs : leur mécanisme doit disposer de suffisamment de place dans la cavité, tandis que leur partie supérieure doit émerger correctement à l'extérieur.

La profondeur de défonçage résulte donc d'un compromis entre l'espace nécessaire aux composants et l'épaisseur de bois à conserver.

Il faut mesurer cette épaisseur à l'endroit précis de chaque contrôle. Sur une table sculptée, une profondeur constante depuis l'arrière ne garantit pas une épaisseur constante sous la face supérieure.

Une cavité trop profonde peut fragiliser la table, particulièrement à proximité d'un contour ergonomique ou d'un autre usinage. Une cavité insuffisamment profonde peut, au contraire, empêcher le montage de certains composants.

Réaliser la cavité à la défonceuse

Le gabarit de défonçage reproduit le contour de la cavité et guide la fraise pendant l'usinage.

Il doit être suffisamment rigide pour résister aux efforts latéraux et offrir une surface de guidage régulière. Les angles intérieurs doivent tenir compte du diamètre de la fraise, puisqu'un outil cylindrique ne peut pas produire un angle intérieur parfaitement vif.

Avant de fixer le gabarit, on vérifie sa position par rapport aux axes de référence du corps et aux autres usinages.

La cavité doit également conserver une quantité de bois suffisante autour des vis de fixation du couvercle, des perçages des contrôles et des éventuels logements adjacents.

Dégrossissage et passes successives

Le défonçage s'effectue progressivement, sans chercher à atteindre la profondeur finale en une seule passe.

Sur une cavité de grande superficie, il est possible de retirer une partie de la matière avec une mèche Forstner montée sur une perceuse à colonne. Une butée de profondeur est alors indispensable, en tenant compte de la pointe centrale de la mèche.

Le dégrossissage réduit la quantité de bois à retirer à la défonceuse, mais les trous doivent rester à l'intérieur du contour définitif et au-dessus de la profondeur finale.

La défonceuse permet ensuite de régulariser le fond et les parois. Les passes de finition doivent laisser une surface propre, sans arrachement susceptible de gêner le montage des composants ou la pose d'un éventuel blindage.

La machine doit conserver un appui stable pendant toute l'opération. Sur les grandes cavités, une semelle auxiliaire peut être nécessaire pour éviter qu'elle ne bascule dans l'ouverture.

Lorsque la défonce est réalisée depuis l'arrière, la face avant doit reposer sur un support propre qui ne risque pas de la marquer. Le corps doit être immobilisé sans exercer de pression excessive sur les zones déjà amincies.

Usiner la cavité à la CNC

L'usinage numérique présente un intérêt particulier pour les cavités de formes complexes, les profondeurs variables et les fabrications répétées.

La géométrie de la cavité est définie dans le logiciel de FAO à partir du plan de l'instrument. Il est possible de distinguer les surfaces à usiner à différentes profondeurs, notamment lorsque certains composants nécessitent un dégagement particulier.

Le choix des fraises dépend du contour et des rayons intérieurs à obtenir. Une fraise relativement large peut assurer l'ébauche, tandis qu'une fraise plus petite termine les zones étroites.

La principale difficulté réside dans la gestion des références lorsque les opérations sont réparties entre les deux faces du corps.

Un retournement impose un repositionnement précis. Des trous de référence ou un dispositif de bridage adapté permettent de retrouver les mêmes axes, mais leur utilisation doit être prévue avant l'usinage.

La programmation doit également tenir compte de la surface réelle du bois. Sur une table sculptée, la profondeur mesurée depuis un plan de référence ne correspond pas nécessairement à l'épaisseur résiduelle sous chaque contrôle.

La simulation FAO est donc utile pour vérifier les trajectoires, mais elle ne remplace pas le contrôle des épaisseurs sur la géométrie réelle du corps.

Réaliser la feuillure du couvercle arrière

Lorsqu'une cavité est accessible par l'arrière, son ouverture est généralement fermée par une plaque amovible en plastique, en bois ou dans un autre matériau suffisamment rigide.

Pour que cette plaque affleure la surface du corps, il faut réaliser une feuillure : un épaulement périphérique sur lequel reposera le couvercle.

La feuillure possède un contour plus large que l'ouverture principale. Sa profondeur est déterminée par l'épaisseur du couvercle, en tenant compte de la finition et du jeu nécessaire à son montage.

Deux méthodes permettent de la réaliser.

Utiliser une fraise à feuillure

Une fraise à feuillure munie d'un roulement adapté peut suivre le contour de la cavité et retirer une bande de matière périphérique.

Cette solution convient lorsque la géométrie du couvercle correspond au décalage régulier produit par la fraise.

Elle devient moins pratique si certaines zones doivent conserver une largeur d'appui différente ou si les points de fixation imposent une forme particulière.

Utiliser deux gabarits

Une autre méthode consiste à préparer deux contours distincts : celui de l'ouverture principale et celui de la feuillure.

Le second gabarit définit directement la forme extérieure du couvercle. Il permet notamment de conserver des surfaces d'appui plus larges aux emplacements des vis.

Cette méthode convient aussi bien à la défonceuse qu'à la CNC.

Le couvercle doit pouvoir être retiré sans forcer, y compris après l'application de la finition. Un ajustement parfaitement serré sur le bois brut risque de devenir problématique après vernissage.

Les perçages de fixation sont réalisés après vérification de la position du couvercle. Des avant-trous adaptés limitent le risque de fissurer les parties minces de la feuillure.

Pour les instruments destinés à être démontés fréquemment, des inserts filetés peuvent être envisagés, à condition de disposer d'une épaisseur de bois suffisante.

Percer les emplacements des contrôles et de la prise jack

Les trous destinés aux potentiomètres et aux sélecteurs doivent correspondre aux dimensions exactes des composants.

Les pièces d'origine métrique et impériale ne possèdent pas nécessairement les mêmes diamètres de fixation. Un perçage réalisé sur la base d'une dimension supposée standard peut donc être trop large ou trop étroit.

Les positions sont reportées depuis le plan définitif, puis contrôlées par rapport à la cavité.

Le perçage doit être guidé avec précision, particulièrement lorsque les contrôles sont installés directement dans une table visible.

Une perceuse à colonne est préférable lorsque la géométrie du corps permet de l'utiliser. Sur une surface sculptée, un montage de maintien adapté peut être nécessaire pour conserver l'orientation voulue.

Pour obtenir une ouverture propre, il est préférable de commencer par un petit trou de centrage avant d'atteindre progressivement le diamètre final.

Le bois doit être soutenu du côté de la sortie du foret pour limiter les éclats. Lorsqu'un support direct est impossible, le perçage doit être adapté à la géométrie de la pièce et réalisé avec une attention particulière à la traversée.

Le logement de la prise jack

La prise jack peut être installée sur la face avant, sur la tranche du corps ou dans une cavité inclinée.

Dans tous les cas, il faut vérifier l'encombrement de la prise elle-même, mais aussi celui de la fiche lorsqu'elle sera branchée.

Une prise montée sur la tranche nécessite souvent un perçage relativement profond jusqu'à la cavité électronique. Selon le type de prise utilisé, un logement supplémentaire peut être nécessaire pour accueillir son corps ou sa plaque de fixation.

Le perçage doit suivre une trajectoire définie à l'avance. Une mauvaise orientation peut faire déboucher le foret hors de la cavité ou laisser une épaisseur de bois insuffisante près de la surface extérieure.

Pour une prise de type cylindrique, la longueur du filetage et le diamètre du corps doivent également être vérifiés. Ces modèles ne sont pas nécessairement interchangeables avec les prises traditionnelles montées sur une plaque.

Percer les passages de câbles entre les cavités

Les cavités des micros, le logement électronique et la prise jack doivent être reliés par des passages permettant le cheminement des fils.

Ces perçages sont souvent réalisés avec un foret suffisamment long pour traverser la matière séparant deux cavités.

Leur trajectoire doit être définie avant le perçage. Elle doit éviter les autres usinages, préserver l'épaisseur des parois et permettre au foret de déboucher à l'intérieur du logement prévu.

Relier les micros à l'électronique

Le passage peut être percé depuis la cavité d'un micro en direction du logement électronique, ou dans le sens inverse lorsque l'accès est plus favorable.

Le point de départ et l'angle de perçage doivent être choisis en fonction de l'épaisseur du corps et de la position relative des cavités.

Il ne suffit pas que les deux logements soient proches : un perçage mal orienté peut traverser la table ou ressortir sur le contour du corps.

Un foret long est plus difficile à guider qu'un foret ordinaire. L'utilisation d'un guide de perçage ou d'un montage d'orientation rigide limite les risques de déviation.

Le diamètre du passage doit permettre l'introduction des câbles réellement utilisés, y compris leurs éventuelles gaines. Il faut notamment anticiper le passage des connecteurs moulés lorsque le câblage des micros en comporte.

Il est préférable de vérifier ce point avant de réaliser les perçages, car un câble équipé d'un connecteur peut demander un passage nettement plus large qu'un simple fil.

Prévoir la liaison avec le chevalet

Sur de nombreuses guitares électriques à micros passifs, un conducteur relie la masse du circuit aux éléments métalliques en contact avec les cordes.

Le point de raccordement dépend du type de chevalet.

Pour un chevalet fixe, le passage peut aboutir sous la plaque du chevalet ou dans le logement d'un insert métallique. Sur un vibrato traditionnel, la liaison peut rejoindre la griffe de fixation des ressorts.

Ce passage doit être prévu avant l'installation définitive des inserts, des vis ou des autres éléments mécaniques qui pourraient ensuite en empêcher l'accès.

La nécessité et le principe de cette liaison doivent correspondre au schéma électrique retenu pour l'instrument. Certains systèmes particuliers possèdent d'autres exigences.

Faciliter le passage des fils

Un perçage correctement positionné peut malgré tout devenir difficile à utiliser si son entrée présente des arêtes vives ou si la trajectoire impose un changement de direction trop brutal.

Les débouchés doivent être propres, sans éclats susceptibles d'endommager l'isolant des fils.

Il est utile de vérifier le passage avec les câbles prévus, ou avec un fil de tirage, avant la finition du corps.

Lorsqu'un circuit doit pouvoir être démonté, les passages doivent aussi permettre une manipulation raisonnable des fils, sans traction excessive sur les connexions.

Anticiper le blindage des cavités

Les cavités électroniques peuvent recevoir un blindage conducteur destiné à limiter certaines interférences électromagnétiques.

Cette opération relève principalement du montage électrique, mais elle doit être anticipée pendant l'usinage.

Une peinture conductrice ou une feuille de cuivre adhésive nécessite des surfaces suffisamment propres et accessibles. Les angles très étroits et les irrégularités importantes rendent leur application plus difficile.

Lorsque le blindage doit se prolonger sur le couvercle, un contact électrique fiable devra être établi entre celui-ci et les parois de la cavité.

La continuité du blindage peut être vérifiée à l'ohmmètre. Il ne faut pas supposer que toutes les feuilles métalliques autocollantes possèdent un adhésif conducteur.

La disposition des composants doit également éviter que leurs connexions électriques entrent accidentellement en contact avec le blindage.

Le raccordement à la masse et les précautions propres au câblage seront traités lors de l'installation de l'électronique.

Contrôler les usinages avant la finition

Une fois les opérations terminées, il est indispensable de réaliser une installation à blanc de l'ensemble des composants.

Les potentiomètres doivent traverser correctement leur logement et pouvoir être serrés sans difficulté. Les sélecteurs doivent fonctionner sur toute leur course, sans toucher les parois ni les autres composants.

La prise jack doit pouvoir être installée dans son logement, avec une place suffisante pour ses connexions et pour l'introduction de la fiche.

Le couvercle arrière doit reposer régulièrement sur sa feuillure, sans basculer ni nécessiter d'effort pour être retiré.

Enfin, les passages de câbles doivent être contrôlés avant le début des opérations de finition.

Il faut également contrôler les surfaces destinées à recevoir une feuille de blindage ou une peinture conductrice. Les poussières et résidus d'usinage doivent être éliminés avant leur application.

Les retouches et corrections restent relativement simples tant que le bois est brut. Après la finition, elles deviennent plus délicates et peuvent nécessiter des reprises visibles.

Une vérification complète de l'accessibilité, des fixations et des passages de câbles permet donc de considérer les opérations d'usinage comme terminées, avant de poursuivre la fabrication du corps.