Критерии выбора материала для проектирования и производства сноуборда

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт ИЯТШ

Направление подготовки 03.03.02 Физика

Кафедра Общей физики

ЗАДАНИЕ 1

Студент

Руководитель

Томск – 2018 г.

Материалы изготовления сноуборда.

Рассмотрим три материала изготовления сердечника сноуборда: дерево, пластмасса, карбон.

Сердечник - это основа сноуборда. От материалов и технологий, примененных для его создания, зависят основные технические характеристики и цена доски. С момента изобретения сноуборда идет постоянное совершенствование материалов и его конструкции.

Сердечники из дерева хорошо сопротивляются ударным и вибрационным нагрузкам. Дерево достаточно эластично, чтобы обеспечить сноуборду необходимую степень гибкости и упругости; достаточно прочно (крепкие продольные волокна). Так же это недорогой, экологичный и естественным путём восполняемый материал. Для сердечников используют рейки из разных сортов дерева - как хвойных, так и лиственных. Лиственные породы более гибкие и лучше гасят вибрацию, чем хвойные. Компания Mervin (бренды Gnu и Lib Technologies) использует генетически измененную древесину, о которой известно лишь то, что она не имеет годовых колец, что положительно влияет на её прочность и упругость. Из всего разнообразия вариантов изготовления сердечников на данный момент самым эффективным является вариант так называемого вертикального ламинирования, эта конструкция предотвращает "скручивание" доски. Иногда часть реек по краю набора располагают не вдоль, а поперек или под углом - для увеличения жесткости на скручивание.

Самые дешёвые сноуборды делаются из пластмассы. Это значительно уменьшает вес и прочность снаряда. Но с другой стороны большинство детских сноубордов изготавливают именно с пластиковым сердечником, ввиду меньших нагрузок со стороны райдера (в сравнении с взрослым райдером)

Инженеры, заменяя отдельные части сноуборда на карбон, стараются сделать его максимально легким и жестким. Если сердечник полностью выполнен из карбона, то стоимость сноуборда резко возрастает. Сегодня карбон остается достаточно дорогим в производстве материалом. Однако ситуация может кардинально измениться. Специалисты немецкой компании MAI Carbon сообщили, что новые технологии производства карбона позволят в будущем снизить себестоимость этого материала на 90%. Сегодня стоимость производства одного килограмма карбона составляет около 20 долларов. Для сравнения, себестоимость стали намного ниже – меньше одного доллара за килограмм. Кроме того, создание карбона связано с рядом технологических сложностей и немногие из производителей может себе это позволить. Если удастся усовершенствовать технологию производства карбона, себестоимость карбона резко снизится и этот легкий и экологичный материал будет активно использоваться вместо дерева в конструкции устройства.