Kuzmin Ski Technology AB
FP Drum
Demonstration (WMV)
Fluoropolymer beläggning av skidbelag
Kuzmin Ski Technology AB kan stolt presentera en helt ny metod för att förbättra glidet på dina skidor. Tillsammans med ett innovativt verktyg, vår Flouropolymeric Drum (FPD), kan du påföra en beläggning av Flouropolymeric Coating (FPC) för att skapa ett optimalt glid.
Kuzmin Ski Technology AB har tidigare visat att det stålsicklade belaget överträffar alla dagens glidvallor och att skidpreparering bör vara enkelt. Vi kan nu addera vår Flouropolymeric Coating (FPC) som överträffar alla dagens glidvallor och är en både enkel och snabb metod att skapa ett optimalt glid.Inledning
Våra egna (Kuzmin and Tinnsten, 2007) och andras (Palosuo et al., 1979) testresultat visar att en lägre friktion på skidans glidytor med en högre vattenavstötande yta ger ett förbättrat glid. Vi vill därför använda ett material med högsta möjliga hydrofobi (vattenavstötande egenskaper). Vi kan då konstatera att sådana substanser som fluorpolymerer är ett utmärkt alternativ som redan 1953 (Bowden, 1953, Bowden, 1955, Outwater, 1970) befanns vara ett mycket lovande skidbelagmaterial. Även den största vallaproducent Swix® bekräftar detta (Karlöf et al., 2005): “I själva verket är PE ett av polymermaterial med den lägsta ytenergi (mer hydrofoba). Endast fluorpolymerer har lägre ytenergi”.Dagens skidtillverkare undviker att producerar skidor med fluoropolymer belag, vi vet inte varför och våra grundliga litteraturstudier ger inte heller någon bra förklaring till detta fenomen. Förmodligen beror det på att belag av fluorpolymer (UHMW) är mindre lämpliga för stenslipning i jämförelse med den idag använda belagstypen av Poly Ethylene (UHMWPE). Stenslipning av ett belag av flouropolymer kommer att producera en mycket "hårig" yta vilket inte är bra för skidans glid. Med en stålsickel preparering skulle dock inte denna ”håriga” yta uppstå.
Ett belag av fluorpolymer är också fördelaktigt ur en hälsosynpunkt (Strøm and Alexandersen, 1990, Bracco and Favre, 1998). Det finns inget behov av att använda hälsofarliga ämnen för att förbättra skidans hydrofoba egenskaper Mer information finns att läsa i Summa summarum av hälsofrämjande (?) skidåkning och IBU:s varning.Tillvägagångssätt
Eftersom det idag inte finns möjlighet att få skidor med fluoropolymer belag kan vi försöka belägga befintligt skidbelag med några lämpliga fluoropolymerföreningar. Eftersom det vanliga sättet att applicera glidvallor (smältande med järn) inte skulle fungera, UHMW fluorpolymerer har en smältpunkt vid ca 330 °C och dagens belagmaterial (UHMWPE) vid cirka 135 °C, måste en annan metod användas.
Om vi jämför slitstyrkan på UHMWPE med slitstyrka på UHMW fluorpolymerer finner vi att fluorpolymerer är ungefär fem gånger mindre slittåligt (Stein, 1999, Khedkar et al., 2002). Därmed kan vi försöka att utnyttja detta och finna en annan metod. Om vi tillräckligt kraftigt kan ”gnugga” in vår fluoropolymerförening kan vi skapa en hinna av fluoropolymer på skidans glidytor. Den metod vi funnit fungera är genom vår Fluoropolymeric Drum!Lösning
Vi har utvecklat och tillverkar vår Fluoropolymeric Drum och försett den med en M14 infästning. M14 infästningen är en väl använd infästning för vanligaste vinkelslipar. Se Figure 1 .
Figure 1 Angle Grinder with FP Drum
Vi använder en vinkelslip med en variabel rotation hastighet för att få 11000 v/min när vi borstar och ca 5000 v/min för att ”gnugga” in fluorpolymer och därmed uppnå en FPC behandling.
Resultat
Vi får en tunn fluoropolymer beläggning med utmärkta hydrofoba egenskaper och med en mycket god slitstyrka. Våra glidtester visar ett förbättrat glid med ca 2,5% (kortare glidtid nedför) i jämförelse med rent stålsicklade skidor. Efter 3 timmars skidåkning på kall (-12 °C) torr snö kan vi inte märka något slitage av FPC beläggningen.
Metoden kan användas även för stenslipade skidor. Vid tester av ett par skidor med nyslipade torra belag, där vi sedan utfört vår FPC behandling, får vi väldigt glänsande ytor med ett bra glid och efter 5 timmars skidåkning på kall (-8 °C) torr snö, kan vi inte märka något slitage av FPC beläggningen (Figure 2 ).
Figure 2 Shining FPC ski running surface
Jämförande analys (dagens belagmaterial UHMWPE i jämförelse med FPC)
- Hårdhet är väldigt lik;
- Lägre vattenavvisande egenskaper;
- Högre slitstyrka;
- Lägre bortstötning av smuts;
Jämförande analys (dagens glidvallor i jämförelse med FPC)
Kolväten glidvallor
- Mjukare (smuts attraktion);
- Mycket lägre vattenavvisande egenskaper;
- Mycket lägre slitstyrka;
- Prepareringsmetoden är farlig för hälsan;
Fluorkolväte glidvallor
- Mjukare (smuts attraktion);
- Lägre vattenavvisande egenskaper;
- Mycket lägre slitstyrka;
- Prepareringsmetoden är farlig för hälsan;
- Ej miljövänligt;
Rena perfluoroalkanes (fluorkarbon, perfluorocarbon)
- Mjukare (smuts attraktion);
- Likvärdiga vattenavvisande egenskaper;
- Mycket lägre slitstyrka;
- Prepareringsmetoden är mycket farligt för hälsan;
- Extremt miljöovänligt;
- Mycket (mycket!) dyrare. Medan 30 g konventionella fluorkarbon pulver (ca 1300 SEK) räcker till 3-5 par skidor, räcker Fluoropolymer Drum (FPD) för tiotals (kan vara hundratals) skidpar;
Fluoropolymer Drum (FPD) mekanisk påverkan på skidornas glidyta
- FPD pressar ner och utjämnar strukturen (topografin) på skidornas glidyta. Det är fördelaktigt vid mycket kallt väder och vid blötsnöförhållanden i kombination med grova riller;
- Fyllning av ytliga och djupa dalar (även repor) på skidornas glidytor med FPC (utjämning av ytan);
Avslutande kommentar
FPC och FPD är en utmärkt metod att ytterligare förbättra ditt skidglid. Om du inte anser ca 2,5% förbättring är värt mödan, är det fortfarande går att använda enbart våra stålsicklar "+" och "U" och njuta av ett mycket bra glid efter en enkel procedur på en extrem kort prepareringstid.References
Bowden, F. P. 1953. Friction on Snow and Ice. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 217, 462-478.
Bowden, F. P. 1955. Friction on Snow and Ice and the Development of some Fast-Running Skis. Nature, 176, 946-947.
Bracco, D. & Favre, J.-B. 1998. Pulmonary Injury After Ski Wax Inhalation Exposure. Annals of Emergency Medicine, 32, 616-619.
Karlöf, L., Axell, L. T. & Slotfeldt-Ellingsen, D. 2005. Why is ice and snow slippery? The Tribo-physics of skiing. Technical Note. Lillehammer, Norway: Swix Sport AS.
Khedkar, J., Negulescu, I. & Meletis, E. I. 2002. Sliding wear behavior of PTFE composites. Wear, 252, 361-369.
Kuzmin, L. & Tinnsten, M. 2007. The contamination, wettability and gliding ability of ski running surfaces. In: LINNAMO, V., KOMI, P. V. & MÜLLER, E. (eds.) Science and Nordic Skiing. London, UK: Meyer & Meyer Sport.
Outwater, J. O. 1970. On the friction of skis. Medicine and Science in Sports, 2, 231-234.
Palosuo, E., Keinonen, J., Suominen, H. & Riitta, J. 1979. Lumen ja suksenpohjamuovien välisen kitkan mittauksia = Measurements of friction between snow and ski running surfaces (in Finnish), Helsinki, University of Helsinki.
Stein, H. L. 1999. Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE), Ohio 44073, USA, ASMInternational®.
Strøm, E. & Alexandersen, O. 1990. Lungeskade i forbindelse med smøring av ski = Polymer-fume fever and pulmonary oedema due to ski wax (in Norwegian). Tidsskr Nor Laegeforen, 110, 3614-3616.
OBS!: Vi rekommenderar en vinkelslip med variabel hastighet. T.ex. Bosch GWS 6-115E, Bosch GWS 7-115 E, Metabo WE 14-125 VS.
Använd alltid skyddsglasögon!
