Z wykorzystaniem technologii firmy ZwickRoell  Badania materiałów w procesie projektowania nart w firmie Stöckli

W ramach prac nad rozwojem nart firma Stöckli przeprowadza mechaniczne badania materiałów we własnym laboratorium. Celem jest ilościowa ocena właściwości materiałów, połączeń klejonych oraz wytrzymałości konstrukcyjnej systemów kompozytowych i gotowych nart. Wykorzystywana jest uniwersalna maszyna do badań materiałowych firmy ZwickRoell. 

Podczas jazdy narta jest tysiące razy zginana, obciążana i skręcana. Każdy zjazd oddziałuje na kompozyt materiałowy, a każdy zakręt – na warstwy kleju, materiały rdzenia i warstwy wierzchnie. Aby można było rzetelnie oceniać i porównywać nowe materiały oraz konstrukcje kompozytowe, należy przeprowadzić ilościowe badania ich właściwości mechanicznych i połączeń. 

Właśnie w tym miejscu zaczyna się proces badań materiałowych w ramach prac nad rozwojem nart w firmie Stöckli Swiss Sports AG. Badania mechaniczne przeprowadzane we własnym laboratorium stanowią podstawę danych dla projektowania, dalszego rozwoju i zapewnienia jakości.

Kiedy decydujące znaczenie mają kompozyty materiałowe w produkcji nart

Narty składają się ze złożonych układów kompozytowych, w których wykorzystuje się drewno, kompozyty włókniste, metale i kleje. Niezawodne połączenie tych materiałów ma kluczowe znaczenie dla osiągów, bezpieczeństwa i trwałości. Nowe materiały, zmieniona struktura warstw oraz różne systemy klejenia wymagają badań, które pozwalają na ilościową ocenę nie tylko poszczególnych materiałów, ale także kompletnych układów kompozytowych.

Zadaniem firmy Stöckli było przeprowadzenie tych badań w sposób powtarzalny i w stałych warunkach we własnym zakładzie. Celem było oparcie decyzji dotyczących rozwoju na wiarygodnych danych pomiarowych oraz ograniczenie kosztów związanych z zewnętrznymi badaniami.

Ilościowe analizy przyczepności i wytrzymałości

W laboratorium wykorzystuje się do tego celu uniwersalną maszynę do badań typu Z020 AllroundLine firmy ZwickRoell. Za jej pomocą przeprowadza się próby odrywania bębnowego w celu oceny wytrzymałości na przyczepność między warstwami materiału. Dodatkowo przeprowadza się próby rozciągania i ściskania elementów oraz konstrukcji kompozytowych.

W celu oceny stabilności newralgicznych punktów połączeń oraz stabilności wiązania w całym systemie stosuje się ponadto próby wyrywania. Metody badawcze dostarczają ilościowych parametrów, które umożliwiają bezpośrednie porównanie różnych kombinacji materiałów, rodzajów siatek klejących i konstrukcji.

Od struktury materiałowej do gotowej narty

Oprócz badań materiałów i kompozytów firma Stöckli bada również właściwości mechaniczne gotowych nart. W tym celu stosuje się trójpunktowe próby zginania, które pozwalają ocenić wytrzymałość na zginanie oraz współdziałanie wszystkich warstw w gotowym produkcie.

W laboratorium Stöckli stosuje się kilka metod badawczych:

• Badania z wykorzystaniem bębna łuszczącego w celu ilościowej oceny wytrzymałości przyczepności między warstwami materiału

• Badania rozciągania i ściskania elementów oraz konstrukcji kompozytowych

• Próby wyrywania służące do badania newralgicznych miejsc połączeń oraz wytrzymałości połączeń

• 3-punktowe próby zginania służące do oceny wytrzymałości na zginanie kompletnych nart

Badania przeprowadza się w sposób powtarzalny w określonych warunkach i dostarczają one porównywalne parametry dla różnych kombinacji materiałów i rodzajów włóknin samoprzylepnych.

Uzyskane wyniki są bezpośrednio wykorzystywane w procesie projektowania nart. Badana jest między innymi trwałość różnych rodzajów klejonych włóknin w temperaturze pokojowej, a także systematycznie analizowane są ich właściwości w zakresie uszkodzeń. Badania materiałowe stanowią zatem integralną część procesu projektowania, a nie tylko narzędzie zapewnienia jakości.

Przyspieszony rozwój

Ustrukturyzowane testy wewnętrzne pozwalają na wczesne wykrywanie odchyleń w zakresie przyczepności, wytrzymałości lub stabilności oraz ich ocenę przed rozpoczęciem produkcji seryjnej. Jednocześnie skraca się czas opracowywania produktu, ponieważ odpowiednie testy są dostępne w dowolnym momencie, a serie testowe można sprawnie przeprowadzać i analizować.