den hurtige vækst i materiale-og forarbejdningsteknologi gør det essentielt for plastproducenter, støbeproducenter og designere at holde i closetouch. Ved udviklingen af plastkomponenter bør der tages hensyn til materialets egenskaber og dets forarbejdningsadfærd i udkastet

Figur 1. En dynamisk biomorphicdesign og
specielt udvalgt materialekombination sammen
producerer det hidtil letteste og hurtigste skøjteblad.

design fase. I dette eksempel førte materiale-og teknologiundersøgelser af et designbureau i Altensteig, Tyskland, og af VST, en producent af sportsartikler i Villingen-Schvenningen, Tyskland, til udvælgelsen af en egnet plastik og til et kreativt design til en skøjteblad (Figur1).

Ekstreme Krav: Materiale

bladet på en ishockeyskøjte producerer friktionsvarme gennem tryk og bevægelse, hvilket får isen til at smelte, og der dannes en film med vand mellem bladoverfladen og isen. Det er kun denne film af vand, der gørskating på is muligt. Jo bedre processen med dannelse af vandfilm er,desto hurtigere kan ishockeyspilleren gå. Derfor er målet for theblade at nå en høj temperatur hurtigt og for
temperaturen at forblive konstant, hvis det er muligt.

den gode varmeledningsevne af metaller, der deles af de faste stålblade, der anvendes i konventionelle systemer, har den virkning, at de hurtigt spredes den producerede friktionsvarme. Kravene til det materiale, der er valgt tiludvikling af det nye skate blad blev specificeret for at bekæmpe denne effekt.

søgen efter en passende plastik begyndte med en definition af, hvordan systemet ville fungere, og løb således parallelt med design og ingeniørudvikling (figur 2).

figur 2. Fra den første skitse til det endelige
CAD-design tillader designeren ingen kompromiser.

en det første udkast til skitse tjener som grundlag for diskussion mellem designere og ingeniører.

B den foreløbige model, lavet af stift skum, gør det muligt for kunden at visualisere designernes ideer,tredimensionelt, for første gang.

C efter design frigivelse af kunden, den designere, der arbejder med plast tekniske eksperter, perfekt design af skate system ved hjælp af CAD.

D CAD-designdataene gør det muligt at konstruere en stereolitografiskmodel, som er malet og brugt til at teste hele systemstrukturen.

de ekstreme fysiske krav, som plasten udsættes for, og de betingelser, der er pålagt af produktionsprocesserne, gjorde denne søgning til den mest tidskrævende fase i hele dette udviklingsprojekt (figur 3).

figur 3. De detaljerede ændringer af
individuelle komponentgrupper påvirkes
af forskellige plastmaterialer og additiver og
implementeres direkte i CAD-designet.

særlige problemer blev stillet af forbindelsen mellem bladoverfladenaf skate systemet ? en metalprofil ? og plastik.

når en egnet plast havde vist sig at modstå de fysiske belastninger,forårsagede forskellige ekspansions-og krympningskoefficienter for plast og metalprofil både i støbning og afformning en defekt forbindelse mellem plast og metal. På den anden side, når denne forbindelse lykkedes,viste andre egenskaber, såsom hakket Slagstyrke,iboende stivhed og kemisk resistens af materialerne, sig utilstrækkelige (figur 4).

efter talrige sprøjtestøbningsforsøg, test af prototypeforme og skøjteforsøg førte et tæt samarbejde mellem plastproducenten,designeren og støbeproducenten til udvælgelsen af et materiale, der opfyldte de specificerede krav.

figur 4. I en test ved -41 liter C ødelagde en påvirkning
svarende til den for en puck, der kørte med
en hastighed på 150 km/t skatebasen
fremstillet af et uegnet materiale.

en sprøjtestøbbar polyamid med høj effekt med 35 procent glasfiberforstærkning stod op til de ekstreme belastninger, der opstår i en ishockeymatch. Denne plastik tjener som basismateriale til hele skate systemetog også for selve bladet.

bladet, dvs .systemets faktiske løberoverflade, består AFA.7 mm tyk metalprofil med høj styrke. Denne metalprofil, der består af en fjederhårdmetallegering, lasersvejses i en fuldautomatisk proces til et andet metalbånd forsynet med åbninger og forbindes derefter permanent til plasten under sprøjtestøbningsprocessen.

resultatet er et blad, der på grund af den isolerende virkning af theplastic ikke spreder den genererede friktionsvarme så hurtigt. Den resulterende varmeopbygning øger bladoverfladens temperatur med cirka 3 liter C sammenlignet med konventionelle knive. Som en konsekvens af detteog den højpolerede bladoverflade forbedres skateblade ‘ s glidende virkning med 40 procent. Dette øger igen skøjtehastighedensom sammenlignet med konventionelle skøjteblade.

ekstreme krav: Design

den praktiske implementering af designet til den grundlæggende skøjte oglevering af sideværts integrerede stabilisatorer til skøjtebladet viste sigen yderligere udfordring. De fysiske krav til disse komponenter varnæsten identiske med dem, der blev lavet på bladet. Men denne gang var detikke nødvendigt at tage højde for ekspansions-og krympningskoefficienter som det var tilfældet med plast/metalkomposit, der danner bladet. Et designobjektiv var at reducere vægten af skate-systemet og alligevel stadig opfylde de høje krav til konkurrencesport. Skate bladet udviklet frapolyamid / metal komposit er 140g lettere end traditionelle skate bladesog på nuværende tidspunkt det letteste bladsystem.

denne vægtminimering blev kun muliggjort ved brug af plastik i forbindelse med et omhyggeligt gennemtænkt design. Den reduktion i vægtykkelse, der kræves til vægtminimering, krævede et design, der kunne modstå de meget forskellige krafteffekter. Letvægtsstrukturerfundet i naturen og lovene om kraftfordeling anvendt i arkitekturentjente som grundlag for designet. Det var således muligt at reducerevægtykkelsen af den største del af grundskøjten til kun 1,5 mm. Deninherent stivhed af systemet bevares, selvom spilleren er en tungvægt.Skøjtebladet modstår trykkræfter på op til 3.000 N, såsom acpå systemet, når skøjten bremses, for eksempel, og også påvirkningskræfterne, der udøves af pucken, der kører med hastigheder på op til 150 km/time, selvved ekstremt lave temperaturer ned til ?35 Kr.

Figur 5. De indledende støbninger af skøjten
base, stabilisatorer og klinge fra prototype
forme bruges til materialelastningstest
i laboratoriet og på isen.

for at finde det rigtige materiale var der behov for adskillige sprøjtestøbeforsøg i prototypeforme og test under praktiske forhold. Dette muliggjorde løsning af problemer i forbindelse med plastens strømningsadfærd,såsom vaskemærker i områder med høj materialeakkumulering og vanskeligheder med at passe ind i de enkelte komponentgrupper. Ved at reducere fiberindholdet var det muligt at tilpasse hakket Slagstyrke ved minus temperaturertil den krævede torsionsstivhed af grundskøjten.

tilpasningsdygtig og udskiftelig

tidskrævende knivslibning, der kræves med traditionelle stålblade,er unødvendig med skøjtebladet i plast/metalsystemet. Servicelivet for dette blad er tre gange længere end for konventionelle systemerpå grund af den specielle metallegering og den høje overfladehærdning. Efterslibning af knivene koster mere end at købe et nyt blad og erstatte det gamle, som tages tilbage i slidt tilstand af producenten og omgrunde.

skøjtebladet kan ændres af spilleren på få sekunder uden at tage skøjten af. Stabilisatorerne på siderne kan fjernes ved at løsne sigspecielle skruer og bladet ændret. Det er også muligt at bruge differentblades til forskellige spillerkrav. Til dette formål er injektionenskal have udskiftelige indsatser, der gør det muligt at tilvejebringe forskelligeradiale kurver på bladoverfladen for at imødekomme forskellige spillerkrav.

de tætte tolerancer mellem de enkelte komponentgrupper (klinge,stabilisatorer og base ? Figur 5) favoriserer kraftlinjestierne inden for systemet. Den opnåede iboende stivhed er større end med nogen andenskate blad. Farvevariationer i systemet er mulige ved at ændre pigmentet, ligesom overfladedekoration med special-effekt maling.

Kontakt Information: frogdesign GmbH Mr. Hartmut Esslinger Grens33 D-72213 Altensteig Tyskland Telefon: (49) 7453-2740 Faks: (49) 7453-27436
frogdesign inc. 1327 Chesapeake Terrace Sunnyvale, CA 94089, USA telefon:(1) 408-734-5800: (1) 408-734-5801