재료 및 가공 기술의 급속한 성장은 플라스틱 제조업체,성형 업체 및 설계자가 밀착 상태를 유지하는 데 필수적입니다. 플라스틱 부품의 개발에는 재료의 특성 및 가공 거동을 고려해야 합니다
그림 1. 다이내믹 바이오모픽디자인과
특별히 선택된 소재 조합
이 가장 가볍고 빠른 스케이트 블레이드를 만들어냅니다.
디자인 단계. 이 예에서,재료 및 기술 연구는 독일 알텐슈타이그의 디자인 에이전시인 프로그디자인,그리고 독일 빌링겐-슈베닝겐의 스포츠 용품 제조사인 프로그디자인 에서 적절한 플라스틱을 선택하고 아이스 스케이트 블레이드를 위한 창의적인 디자인을 이끌어 냈습니다(그림 1).
극단적인 요구: 재료
아이스 하키 스케이트의 블레이드는 압력과 움직임을 통해 마찰열을 생성하여 얼음이 녹고 블레이드 표면과 얼음 사이에 물 필름이 형성됩니다. 이 물 영화 만 만들 수 있습니다.얼음 위에서 스케이트를 타는 것이 가능합니다. 물 필름 형성 과정이 좋을수록 아이스 하키 선수가 더 빨리 갈 수 있습니다. 따라서 목표는 블레이드가 고온에 빠르게 도달하고
온도가 가능한 경우 일정하게 유지되는 것입니다.
종래의 시스템에서 사용되는 단단한 강철 블레이드에 의해 공유되는 금속의 우수한 열 전도성은 생성 된 마찰열을 빠르게 소산시키는 효과를 갖는다. 선택한 재료의 요구 사항새로운 스케이트 블레이드의 개발은 이 효과를 퇴치하기 위해 지정되었습니다.
적합한 플라스틱에 대한 탐구는 시스템이 작동하는 방식에 대한 정의로 시작되어 설계 및 엔지니어링 개발과 병렬로 실행되었습니다(그림 2).
그림 2. 첫 번째 스케치에서 최종
캐드 디자인을 통해 디자이너는 타협을 허용하지 않습니다.
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첫 번째 초안 스케치 |
고객
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설계자는
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이 모델은 도장되어 전체 시스템 구조를 테스트하는 데 사용된다. |
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플라스틱이 노출되는 극단적 인 물리적 요구 사항과 생산 공정에 의해 부과 된 조건은이 검색을 전체 개발 프로젝트에서 가장 많은 시간 소모적 인 단계로 만들었습니다(그림 3).
그림 3. 6738>개별 구성 요소 그룹의 세부 수정은 다른 플라스틱 및 첨가제에 의해
영향을 받고
은 캐드 설계에서 직접 구현됩니다.
블레이드 표면 사이의 연결에 의해 특별한 문제가 제기되었습니다.스케이트 시스템의? 금속 프로필? 그리고 플라스틱.
적절한 플라스틱이 물리적 응력을 견디는 것으로 밝혀졌을 때,성형 및 탈형 모두에서 플라스틱과 금속 프로파일의 다른 팽창 및 수축 계수는 플라스틱과 금속 사이에 결함있는 연결을 야기했다. 한편,이 연결이 성공하면 재료의 노치 충격 강도,고유 강성 및 내 화학성과 같은 다른 특성이 부적절한 것으로 판명되었습니다(그림 4).
수많은 사출 성형 시험,프로토 타입 금형 테스트 및 스케이트 시험 후 플라스틱 제조업체,설계자 및 성형 업체 간의 긴밀한 협력으로 인해 지정된 요구 사항을 충족하는 재료가 선택되었습니다.
그림 4. 6738>에서 주행하는 퍽의 충격에 해당하는 충격
은 부적합한 재료로 만들어진 스케이트 베이스
를 파괴했다.
35%의 유리 섬유 보강재를 가진 사출 성형 가능한 고 충격 폴리 아미드는 아이스 호키 매치에서 발생하는 극심한 스트레스에 견딜 수있었습니다. 이 플라스틱은 전체 스케이트 시스템의 기본 재료 역할을합니다.또한 블레이드 자체를 위해.
블레이드,즉 시스템의 실제 러너 표면은 다음과 같이 구성됩니다.7 밀리미터-두꺼운 고강도 금속 프로파일. 스프링 경질 금속 합금으로 구성된이 금속 프로파일은 구멍이 제공된 두 번째 금속 밴드에 완전 자동화 된 프로세스로 레이저 용접 된 다음 사출 성형 공정 중에 플라스틱에 영구적으로 접합됩니다.
그 결과 블레이드는 플라스틱의 절연 효과로 인해 생성 된 마찰열을 그렇게 빠르게 발산하지 않습니다. 열 축적은 기존의 블레이드에 비해 블레이드 표면의 온도를 약 3 만큼 증가시킵니다. 이 결과그리고 고도로 연마 된 블레이드 표면,스케이트 블레이드의 슬라이딩 동작은 40%향상됩니다. 이것은 차례로 스케이트 속도를 증가시킵니다.기존의 스케이트 블레이드와 비교하여.
극단적인 요구 사항:디자인
스케이트 블레이드에 대 한 기본 스케이트 및 측면 통합된 안정제의 제공에 대 한 디자인의 실제 구현은 더 도전을 입증 했다. 이러한 구성 요소에 대한 물리적 요구는 블레이드에서 만든 것과 거의 동일했습니다. 그러나 이번에는 플라스틱/금속 복합재가 블레이드를 형성하는 경우와 같이 팽창 및 수축 계수를 설명 할 필요가 없습니다. 한 가지 디자인목적은 스케이트 시스템의 무게를 줄이는 것이었지만 여전히 경쟁 스포츠의 높은 요구 사항을 충족 시켰습니다. 다 스케이트 블레이드 개발 폴리 아미드/금속 복합 140 그램 라이터 전통적인 스케이트 블레이드 현재 가장 가벼운 블레이드 시스템.
이 무게 최소화는 신중하게 고려한 디자인과 함께 플라스틱을 사용함으로써 가능했습니다. 무게 최소화에 필요한 벽 두께의 감소는 매우 다른 힘 효과를 견딜 수있는 디자인을 요구했습니다. 경량 구조물자연에서 발견 된 힘 분포의 법칙은 건축에서 사용디자인의 기초로 보존됩니다. 시스템의 내재 강성은 플레이어가 헤비급 경우에도 유지된다.예를 들어,스케이트를 제동할 때 액톤 시스템과 같이 최대 3,000 엔까지의 압축력에 저항하며,퍽이 시간당 최대 150 킬로미터의 속도로 주행하는 충격력도 견딜 수 있습니다.35°C
그림 5. 스케이트의 초기 성형
베이스,안정제 및 프로토 타입
금형의 블레이드는 실험실과 얼음 위의 재료 하중 테스트
에 사용됩니다.
올바른 재료를 찾기 위해 수많은 사출 성형 시험프로토타입 금형 및 실제 조건에서의 테스트가 필요했습니다. 이 높은 재료 축적 및 개별 구성 요소 그룹에 맞게 어려운 영역에서 싱크 마크 등 플라스틱의 흐름 동작에 관련 된 문제의 해결이 가능 합니다. 섬유 함량을 줄임으로써 기본 스케이트의 필요한 비틀림 강성에 마이너스 온도에서 노치 충격 강도를 적용 할 수있었습니다.
적응 가능하고 상호 교환 가능한
전통적인 강철 블레이드에 필요한 시간 소모적 인 블레이드 연삭은 플라스틱/금속 시스템의 스케이트 블레이드에서는 불필요합니다. 이 블레이드의 서비스 수명은 특수 금속 합금 및 높은 표면 경화로 인해 기존 시스템보다 3 배 더 길다. 블레이드 후 연삭은 새 블레이드를 구입하고 오래된 블레이드를 교체하는 것보다 비용이 많이 듭니다.이 블레이드는 제조업체에서 마모 된 상태로 다시 가져옵니다.
스케이트 블레이드는 스케이트를 타지 않고 몇 초 안에 플레이어가 변경할 수 있습니다. 측면의 안정 장치는 취소를 통해 제거 할 수 있습니다.특수 나사 및 블레이드가 변경되었습니다. 다양한 플레이어 요구 사항에 대해 다른 블레이드를 사용할 수도 있습니다. 이 목적을 위해,인젝션 몰드는 서로 다른 플레이어 요구 사항을 충족시키기 위해 블레이드 표면에 다른 방사형 곡선을 제공 할 수있는 교환 가능한 인서트를 가지고 있습니다.
개별 부품 그룹(블레이드,안정제 및베이스? 그림 5)시스템 내부의 강제 선 경로를 선호합니다. 달성 된 고유 한 강성은 다른 어떤 것보다 큽니다.스케이트 블레이드. 시스템의 색상 변화는 특수 효과 페인트로 표면 장식과 마찬가지로 안료를 변경하여 가능합니다.
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