o rápido crescimento da tecnologia de material e processamento torna essencialpara os fabricantes de plásticos, mouldmakers e designers para manter em closetouch. No desenvolvimento de componentes plásticos, as propriedades do material e o seu comportamento de processamento devem ser tidos em conta no projecto

Figura 1. Um biomorphicdesign dinâmico e
a combinação material especialmente selecionada junto
produzem a lâmina a mais clara e a mais rápida do patim ainda.

fase de projeto. Neste exemplo, os estudos materiais e tecnológicos da reprogdesign, uma agência de design em Altensteig, Alemanha, e da WST, um fabricantede Artigos esportivos em Villingen-Schwenningen, Alemanha, levaram à seleçãode um plástico adequado e a um design criativo para uma lâmina de patim de gelo (Figura1).

Exigências Extremas: Material

a lâmina de um patim de hóquei no gelo produz calor friccional através da pressão e do movimento, fazendo com que o gelo derreta e um filme de água se forme entre a superfície da lâmina e o gelo. É apenas este filme de água que fazskating no gelo possível. Quanto melhor o processo de formação de filme de água,mais rápido o jogador de hóquei no gelo pode ir. Portanto, o objetivo é que a lâmina atinja uma temperatura Alta rapidamente e que a temperatura
permaneça constante, se possível.

a boa condutibilidade térmica dos metais, compartilhada pelas lâminas de aço contínuas usadas em sistemas convencionais, tem o efeito de dissipar rapidamente o calor thefrictional gerado. Os requisitos do material selecionado paradesenvolvimento da nova lâmina de skate foram especificados para combater esse efeito.

a busca por um plástico adequado começou com uma definição do modo como o sistema funcionaria e, portanto, funcionaria paralelamente ao design e ao desenvolvimento da engenharia (Figura 2).

Figura 2. Desde o primeiro esboço até o design CAD final
, o designer não permite compromissos.

Um O primeiro sketch serve como base para discussão entre o designers e engenheiros.

B preliminar do modelo, feito de espuma rígida, permite que o cliente para visualizar os designers’ ideias,em três dimensões, pela primeira vez.

C Depois de design de lançamento pelo cliente, o designers, trabalhando com o plásticos técnicos especialistas, perfeito o design do skate sistema usando CAD.

D Os dados de projeto CAD tornar possível a construção de um stereolithographicmodel, que é pintada e usado para testar toda a estrutura do sistema.

os requisitos físicos extremos a que o plástico está exposto e as condições impostas pelos processos de produção tornaram esta pesquisa o palco de maior consumo de tempo em todo este projeto de desenvolvimento (Figura 3).

Figura 3. As modificações detalhadas dos grupos de componentes individuais
são influenciadas
por diferentes plásticos e aditivos e
implementadas diretamente no projeto CAD.

problemas particulares foram colocados pela conexão entre a superfície da pásdo sistema de skate ? um perfil de metal ? e o plástico.

quando um plástico adequado foi encontrado para suportar as tensões físicas, diferentes coeficientes de expansão e encolhimento do plástico e metalprofile tanto na moldagem quanto na desmoldagem causaram uma conexão defeituosa entre o plástico e o metal. Por outro lado,quando essa conexão foi bem-sucedida, outras propriedades,como resistência ao impacto entalhado, rigidez inerente e resistência química dos materiais, se mostraram inadequadas (Figura 4).

após numerosos testes de moldagem por injeção, testes de moldes de protótipo e testes de patinação, uma estreita cooperação entre o fabricante,designer e fabricante de moldes de plástico levou à seleção de um material que atendeu aos requisitos especificados.

Figura 4. Em um teste a -41°C, um impacto
correspondente ao de um disco viajando a
uma velocidade de 150 km/h destruiu a base de skate
feita de um material inadequado.

uma injeção moldável, poliamida de alto impacto com 35 por cento de fibra de vidroinforço resistiu às tensões extremas que ocorrem em um hockeymatch de gelo. Este plástico serve como material de base para todo o sistema de patime também para a própria lâmina.

a lâmina, ou seja, a superfície real do corredor do sistema, consiste EMA .7 mm de espessura, perfil de metal de alta resistência. Este perfil do metal, consistingof uma liga mola-dura do metal, laser-é soldado em um processto inteiramente automatizado uma segunda faixa do metal fornecida com as aberturas, e é então permanentlyjoined ao plástico durante o processo moldando da injeção.

o resultado é uma lâmina que, devido ao efeito isolante do plástico, não dissipa o calor de atrito gerado tão rapidamente. O acúmulo de calor resultante aumenta a temperatura da superfície da lâmina em cerca de 3°C em comparação com as lâminas convencionais. Como conseqüência destee a superfície da lâmina altamente polida, a ação deslizante do skateblade é melhorada em 40%. Isso, por sua vez, aumenta a velocidade de patinaçãocomo comparado com lâminas de skate convencionais.

demandas extremas: Design

a implementação prática do projeto para o skate básico eprovisão de estabilizadores lateralmente integrados para a lâmina de skate proveda desafio adicional. As demandas físicas feitas nesses componentes foramvirtualmente idênticas às feitas na lâmina. No entanto, desta vez não foi necessário explicar os coeficientes de expansão e encolhimento, como foio caso com o composto plástico/metal formando a lâmina. Um designobjetivo era reduzir o peso do sistema de skate e ainda atender aos altos requisitos do esporte competitivo. A lâmina do patim desenvolvida do composto da poliamida/metal é 140g mais claro do que bladesand tradicional do patim presentemente o sistema o mais claro da lâmina.

esta minimização de peso só foi possível graças ao uso de plásticosem conjunto com um design cuidadosamente pensado. A redução no wallthickness exigido para a minimização do peso exigiu um capableof do projeto que suporta os efeitos muito diferentes da força. Estruturas leves encontradas na natureza e nas leis de distribuição de força usadas em arquiteturaservido como base para o design. Assim, foi possível reduzir oespessura da parede da maior parte do skate básico para apenas 1,5 mm. a rigidez inerente do sistema é mantida, mesmo que o jogador seja um peso pesado.A lâmina de skate resiste a forças de compressão de até 3.000 N, Como acton o sistema quando o skate é travado, por exemplo, e também as forças de impacto exercidas pelo disco viajando a velocidades de até 150 km/hora, mesmoem temperaturas extremamente baixas até ?35°C.

Figura 5. Os moldes iniciais do skate
base, estabilizadores e lâmina do protótipo
moldes são usados para testes de carga de material
no laboratório e no gelo.

para encontrar o material correto, foram necessários numerosos ensaios de moldagem por injeção emmolduras de prototipo e testes em condições práticas. Esta resolução de problemas relacionados com o comportamento de fluxo dos plásticos,tais como marcas de pia em áreas de alta acumulação de material e dificuldades com ajuste nos grupos de componentes individuais. Ao reduzir o teor de fibra,foi possível adaptar a resistência ao impacto entalhado a menos temperaturaspara a rigidez de torção necessária do skate básico.

a moedura demorada da lâmina adaptável e permutável

, exigida com as lâminas de aço tradicionais,é desnecessária com a lâmina do patim no sistema Plástico/metal. A vida útil desta lâmina é três vezes maior do que a dos sistemas convencionaispor causa da liga de metal especial e do alto endurecimento da superfície. Postgrindingof as lâminas custa mais do que comprar uma nova lâmina e substituir oold, que é levado de volta na condição desgastada pelo fabricantee reground.

a lâmina de skate pode ser alterada pelo jogador em alguns segundos semtirando do skate. Os estabilizadores nas laterais podem ser removidos por desparafusos especiais e a lâmina trocada. Também é possível usar diferentesblades para diferentes requisitos do jogador. Para este fim, o injectionmould tem as inserções permutáveis que tornam possível fornecer curvas differentradial na superfície da lâmina a fim cumprir exigências diferentes do jogador.

as tolerâncias próximas entre os grupos de componentes individuais (lâmina,estabilizadores e base ? Figura 5) favorecer os caminhos da linha de força no sistema. A rigidez inerente alcançada é maior do que com qualquer outrolha de skate. As variações da cor no sistema são possíveis mudando o thepigment, como é decoração de superfície com pinturas do especial-Efeito.

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