Пластиковые лыжи. Из чего изготавливают скользящую поверхность лыж?

Немного теории.

Современные беговые лыжи представляют собой высокотехнологичный инвентарь, в основе которого лежит сочетание технологий и современных материалов, которые позволяют достигнуть минимального веса без потери прочности и жесткости. Беговые лыжи топового сегмента конструктивно напоминают сандвич, потому что состоят из нескольких слоёв различных материалов. 

Конструктивно лыжа состоит из:

  1. верхняя крышка
  2. сердечник
  3. скользящая поверхность
  4. боковые стенки (в зависимости от конструкции).

В зависимости от производителя и уровня лыж, в конструкцию включают дополнительные слои и материалы, улучшающие качество лыжи.

Совершенствуются материалы, разрабатываются новые конструкции сердечника, но как и прежде качество скольжения лыжи и скорость зависят от материала, из которого выполнена скользящая поверхность лыжи. Лыжи, скользящая поверхность которых изготовлена из пластика (полиэтилена) часто называют "пластиковые лыжи".

Скользящая поверхность современных беговых лыж изготовляется из полиэтилена сверхвысокого молекулярного веса (High Performance Polyethylene – HPPE). Это термопластичный материал, который применяется в промышленности в тех случаях, когда требуется малое трение и высокая устойчивость к истиранию. Общепринятое название материала – P-Tex.

P-tex - это торговое наименование полиэтиленового базового материала, используемого на лыжах и сноубордах. Первоначально он был произведен и поставлен производителям лыж швейцарским Inter Montana Sport (IMS), и, хотя другие компании в настоящее время производят полиэтиленовую основу под разными торговыми названиями, почти все в лыжной и сноубордической индустрии по-прежнему называют ее TEX по привычке.

На беговых лыжах сегодня используются два типа p-tex: экструдированный и спеченный.

Экструдированный p-tex представляет собой низкомолекулярный полиэтилен, который изготавливается путем нагревания его до 350 градусов по Фаренгейту (примерно 167 градусов по Цельсию) и подачи под давлением через головку (или прорезь) на валики, которые раскатывают его до желаемой формы и толщины. Он используется в качестве базового материала для многих любительских лыж. Такая база не требует практически никакого ухода и легко ремонтируется: царапины на ней заделываются расплавленной полиэтиленовой свечкой. Такая база имеет очень низкую себестоимость.

Спеченный p-tex получают путем прессования измельченных частиц полиэтилена под высоким давлением  в кек, который нагревают и сжимают (спекают) с образованием  заготовки. В результате этого процесса образуется кристаллическая решетка с аморфными зонами, заполненными полимерами более низкой плотности или специальными наполнителями. Сам по себе полиэтилен не имеет пористой структуры и не впитывает смазку, однако под воздействием высокой температуры мазь проникает в аморфные зоны и удерживается там. 

Затем используется токарный станок или фрезерный станок для обрезки (обрезки) тонкого слоя до желаемой толщины. 

Для повышения электрической и теплопроводности в состав p-tex добавляют технический углерод и графит (или аналогичное металлическое вещество). В результате взаимодействия скользящей поверхности и кристаллов снега возникает трение (особенно на высоких скоростях) и выделяется тепло, которое растапливает кристаллы и создает водную пленку, которая может накапливаться, и создавать всасывание и сопротивление. Добавление графита в состав позволяет лучше рассеивать выделяемое тепло по всей базе лыжи. Это помогает уменьшить водную пленку.  Улучшенная электропроводность помогает уменьшить накопление статического электричества, которое притягивает и удерживает грязь и загрязняющие вещества на основании, также создавая большее сопротивление.

В ходе испытаний было показано, что добавление графита снижает трение и увеличивает скольжение по снегу на 20% или более, по сравнению с не графитовыми базами из p-tex, на холодном сухом снегу (при температуре ниже -25 ° C), и на 15–20% больше в теплый снег (более -5 ° C) при влажности 40% или выше.

Преимущества спеченного по сравнению с экструдированным p-tex - это повышенная износостойкость и ударопрочность на 20-25%, очень низкий коэффициент трения и способность впитывать в 3 раза больше смазки.  Соответственно, спеченный p-tex используется при производстве большинства беговых лыж  таких брендов как Fischer, Atomic, Salomon, Peltonen и т.д.

Именно наличие аморфных зон помогает спеченному пластику удерживать в себе мази. Под воздействием высокой температуры мази скольжения (парафины) расплавляются и проникают в аморфные зоны и удерживается там. Мази скольжения позволяют изменить твердость поверхности материала в соответствии с формой и агрессивностью снежных кристаллов. Также различные составы смазки позволяют изменять водоотталкивающие свойства скользящей поверхности лыж за счет изменения сил поверхностного натяжения, а также обеспечивает ее смазку, уменьшая силу трения.

Для того, чтобы продлить срок службы скользящей поверхности существует целый ряд процедур по уходу за лыжами, такие как насыщение лыж, консервирование, нанесение парафина и т.д.


  

Написать комментарий