den raske veksten i material-og prosesseringsteknologi gjør det viktig for plastprodusenter, mouldmakers og designere å holde seg i closetouch. Ved utvikling av plastkomponenter bør egenskapene tilmateriale og dets bearbeidingsadferd tas i betraktning rightat utkastet

Figur 1. En dynamisk biomorphicdesign og
spesielt utvalgt materialkombinasjon sammen
produserer det letteste og raskeste skatebladet til nå.

design scenen. I dette eksemplet førte material-og teknologiske studier offrogdesign, et designbyrå I Altensteig, Tyskland, OG AV WST, en produsent av sportsartikler I Villingen-Schwenningen, Tyskland, til valg av en egnet plast og til et kreativt design for et skøyteblad (Figure1).

Ekstreme Krav: Materiale

bladet på en ishockeyskøyte produserer friksjonsvarme gjennom trykk og bevegelse, noe som får isen til å smelte og en film av vann dannes mellom bladoverflaten og isen. Det er bare denne filmen av vann som gjørskating på is mulig. Jo bedre prosessen med vannfilmdannelse, desto raskere kan ishockeyspilleren gå. Derfor er målet for theblade å nå en høy temperatur raskt og for
temperaturen å forbli konstant, hvis mulig.

den gode varmeledningsevne av metaller, deles av solid stål bladesused i konvensjonelle systemer, har effekten av raskt spre thefrictional varme generert. Kravene til materialet valgt forutvikling av det nye skatebladet ble spesifisert for å bekjempe denne effekten.

jakten på en egnet plast begynte med en definisjon av måten systemet ville fungere og dermed løp parallelt med design og engineeringutvikling (Figur 2).

Figur 2. Fra den første skissen til den endelige
CAD-designen, tillater designeren ingen kompromisser.

A det første utkastet skisse tjener som grunnlag for diskusjon mellom designere og ingeniører.

B den foreløpige modellen, laget av stivt skum, gjør det mulig for kunden å visualisere designernes ideer,tredimensjonalt, for første gang.

C etter design utgivelse av kunden, designere, arbeider med plast tekniske eksperter, perfekt design av skate system ved HJELP AV CAD.

D CAD-designdataene gjør DET mulig å konstruere en stereolithographicmodell, som er malt og brukt til å teste hele systemstrukturen.

de ekstreme fysiske kravene plasten er utsatt for og forholdene som pålegges av produksjonsprosesser, gjorde dette søket til det mest tidkrevende scenen i hele dette utviklingsprosjektet (Figur 3).

Figur 3. Detaljene modificationsof
individuelle komponentgrupper er påvirket
av ulike plast og tilsetningsstoffer og
direkte implementert i CAD design.

Spesielle problemer ble oppstått av forbindelsen mellom bladflatenav skate systemet ? en metallprofil ? og plasten.

når en egnet plast hadde blitt funnet å tåle de fysiske påkjenninger,ulike ekspansjon og krymping koeffisienter av plast og metallprofilen både i støping og demoulding forårsaket en defekt forbindelse mellom plast og metall. På den annen side,da denne forbindelsen lyktes, viste andre egenskaper som den hakkede slagstyrken,iboende stivhet og kjemisk motstand av materialene seg utilstrekkelig (Figur 4).

etter mange sprøytestøpeforsøk, testing av prototypeformer og skøyteforsøk,førte nært samarbeid mellom plastprodusenten, designeren og mouldmaker til valg av et materiale som oppfylte spesifiserte krav.

Figur 4. I en test på -41 hryvnias C,ødela et slag
som tilsvarer en puck som reiste på
en hastighet på 150 km/t skatebasen
laget av et uegnet materiale.

en sprøytestøpbar, kraftig polyamid med 35 prosent glassfiberforsterkning motsto de ekstreme belastningene som oppstår i en ishockeymatch. Denne plasten tjener som basismateriale for hele skatesystemetog også for selve bladet.

bladet, dvs. den faktiske løpeflaten til systemet, består ava .7 mm tykk, høyfast metallprofil. Denne metallprofilen, som består av en fjærhardmetalllegering, er lasersveiset i en helautomatisk prosess til et andre metallbånd forsynt med åpninger, og blir deretter permanent festet til plasten under sprøytestøpeprosessen.

resultatet er et blad som, på grunn av den isolerende effekten av theplast, ikke sprer den genererte friksjonsvarmen så raskt. Den resulterende varmeoppbyggingen øker temperaturen på bladoverflaten ved ca 3°C sammenlignet med konvensjonelle blader. Som en konsekvens av detteog den høypolerte bladoverflaten forbedres skatebladets glidende virkning med 40 prosent. Dette øker i sin tur skøytehastighetensom sammenlignet med konvensjonelle skøyteblad.

Ekstreme Krav: Design

den praktiske implementeringen av designet for grunnskøyten og levering av sideveis integrerte stabilisatorer for skate blade viste seg ytterligere utfordring. De fysiske kravene til disse komponentene varnesten identisk med de som ble gjort på bladet. Men denne gangen var det ikke nødvendig å ta hensyn til ekspansjons – og krympekoeffisienter som var tilfellet med plast / metallkompositt som danner bladet. En designobjektiv var å redusere vekten av skate systemet og likevel møte de høye kravene til konkurranseidrett. Skate blade utviklet fra polyamid / metall kompositt er 140g lettere enn tradisjonelle skate blades og for tiden det letteste bladsystemet.

denne vektminimeringen ble bare gjort mulig ved bruk av plast i forbindelse med en nøye gjennomtenkt design. Reduksjonen i wallthickness kreves for vekt minimering kalt for en design capableof motstå svært ulike kraft effekter. Lette strukturerfunnet i naturen og lovene om kraftfordeling brukt i arkitekturentjente som grunnlag for designet. Dermed var det mulig å redusereveggtykkelsen på den største delen av grunnskøyten til bare 1,5 mm. Skate blade motstår kompresjonskrefter på opptil 3000 N, slik som acton systemet når skøyten bremses, for eksempel, og også slagkreftene utøves av pucken som reiser i hastigheter på opptil 150 km/t, selv ved ekstremt lave temperaturer ned til ?35°C.

Figur 5. Den første formingen av skate
base, stabilisatorer og blad fra prototype
former brukes til materiallastingstester
i laboratoriet og på isen.

for å finne riktig materiale var det nødvendig med mange sprøytestøpeforsøk iprototypeformer og tester under praktiske forhold. Thisenabled oppløsning av problemer knyttet til flyt atferd av plast, slik som vask merker i områder med høy materialakkumulering og vanskeligheter med å passe inn i de enkelte komponentgrupper. Ved å redusere fiberinnholdet var det mulig å tilpasse hakkede slagstyrke ved minus temperaturertil den nødvendige vridningsstivheten til grunnskøyten.

Tilpasningsdyktig Og Utskiftbar

Tidkrevende bladsliping, som kreves med tradisjonelle stålblader,er unødvendig med skatebladet i plast / metallsystemet. Servicelivet til dette bladet er tre ganger lengre enn for konvensjonelle systemerpå grunn av den spesielle metalllegeringen og den høye overflateherdingen. Postgrindingav bladene koster mer enn å kjøpe et nytt blad og erstatte dengamle, som er tatt tilbake i slitt tilstand av produsentenog reground.

skatebladet kan endres av spilleren om noen få sekunder uten å ta av skøyten. Stabilisatorene på sidene kan fjernes ved å angrespesielle skruer og bladet endres. Det er også mulig å bruke forskjelligeblades for varierende spillerkrav. For dette formålet, injeksjon må ha utskiftbare innsatser som gjør det mulig å gi forskjelligradial kurver på bladoverflaten for å møte ulike spillerkrav.

de nære toleransene mellom de enkelte komponentgruppene (blad,stabilisatorer og base ? Figur 5) favoriser kraftlinjebanene innen systemet. Den iboende stivheten som oppnås er større enn med noen andreskatteblad. Fargevariasjoner i systemet er mulig ved å endre thepigment, som er overflate dekorasjon med spesiell effekt maling.

Kontaktinformasjon: frogdesign GmbH Mr. Hartmut Esslinger Grenzweg33 D-72213 Altensteig Tyskland Telefon: (49) 7453-2740 Faks: (49) 7453-27436
frogdesign inc. 1327 Chesapeake Terrasse Sunnyvale, CA 94089, USA Telefon:(1) 408-734-5800 Faks: (1) 408-734-5801