GLIDTEST DEN 29 DECEMBER 2009 I BODEN SAMT DEN 10 JANUARI I KRONBY FINLAND

Transkript

1 PABR GLIDTEST DEN 29 DECEMBER 2009 I BODEN SAMT DEN 10 JANUARI I KRONBY FINLAND Rickard Gåhlin, Mats Larsson & Ronnie Löf PRIMATERIA AB

2 sid. 1 SAMMANFATTNING Testerna i Boden och Kronby visade på många intressanta resultat som gör att man kan dra en del slutsatser som kan utnyttjas om man önskar förbättra skidglidet rent generellt men särskilt i kall väderlek och preparerad nysnö. En intressant observation var att det med valla, både paraffin och fluorvalla, så går det i dag, även om det tar ganska lång tid, relativt enkelt att skapa blanka ytor på skidorna, vilket är ett krav för bra glid i kalla förhållanden. Genom att istället göra belaget riktigt blankt med Primaterias produkter så får ovallade skidor nästan lika bra glid som fluorvallade skidor. Ett stort plus med detta är att det med Primaterias verktyg går väldigt snabbt att göra detta. Slutligen så visar testerna på att det finns en mycket stor potential för att åstadkomma skidglid i absolut världsklass genom att kombinera Primaterias produkter med moderna högkvalitativa glidvallor. BAKGRUND För att kunna åka skidor med nöje och med så lite ansträngning som möjligt så krävs det en låg och stabil friktion, dvs så bra glid som möjligt. För att lyckas att få till detta så krävs att skidorna behandlas på ett lämpligt sätt och för att förstå vad detta innebär så bör man känna till vissa grundläggande fakta om vad som skapar friktion mellan skidor och snö. Man kan enkelt säga att kravet för att skidåkaren ska glida så lätt som möjligt är att det finns ett tunt lager av smörjmedel i form av vatten på de små kontaktfläckar som skidorna glider på samt att glidytorna är så jämna att de inte plogar sig fram i snön. Vidare måste man se till att smörjmedlet, dvs vattnet inte tillåts breda ut sig över hela skidans glidyta eftersom det gör att skidan suger fast. Hur ska man då göra? Det första man bör känna till och som förvånar många är att den verkliga kontaktarean mellan skidorna och snön är mycket mindre än vad de flesta tror och att den måste hållas liten för att en låg friktion ska kvarstå. Som ett exempel kan nämnas att om en skidåkare som väger 80 kg är ute och åker vid ca -12 C utan glidvalla så är kontaktarean till snön endast 30 mm 2. Detta ska jämföras med skidornas totala area som är 2 x 40 x 2000 = mm 2 och att ca hälften av detta utgör glidyta. Med andra ord, den verkliga kontaktarean är mindre än en tusendel av skidornas totala glidyta. Orsaken till att arean blir så liten är att skidåkarens vikt fördelas över skidorna och att den totala kontaktarean kommer att bestämmas av deformationen av det mjukaste materialet är i kontakten, vilket vanligtvis är belaget som är tillverkat i polyethylen (UHMWPE).

3 sid. 2 Vad innebär då detta? Konsekvensen är att skidåkaren åker på ett antal små kontaktfläckar som hela tiden flyttar sig runt under skidorna. För vår skidåkare på 80 kg så betyder detta att ca st kontaktfläckar hoppar runt under skidorna och att dessa måste smörjas på ett bra sätt utan att smörjfilmen breder ut sig över helan skidans yta för att en låg friktion ska kvarstå. En bra smörjning av kontaktfläckarna får man om ytan på de små kontaktfläckarna görs mycket slät eftersom det gör att smörjfilmen av vatten som finns på kontaktfläckarna inte bryts igenom. Det är också viktigt att notera att vattenfilmen är mycket tunn i förhållande till kontaktfläckens storlek. Om man antar att det finns en kontaktfläck som är ca 0,1 mm i diameter och att den täcks av en vattenfilm som endast är 0,0001 mm, så motsvarar detta gräsets längd på en yta stor som en fotbollsplan. Med andra ord, det är mycket viktigt att varje kontakt punkt görs så slät som möjligt om en effektiv smörjning ska upprätthållas. Sedan kommer vi till problemet med att skidan suger fast. Detta uppstår när det finns för mycket smörjmedel i spåret, dvs för mycket vatten och att detta tillåts breda ut sig under en större del av eller hela skidornas yta. Problemet är då att man måste skjuva en vattenfilm som täcker en mycket stor yta. Detta kan man själv prova genom att lägga ihop två relativt stora glasskivor med och utan vatten mellan skivorna. När det är en tunn vattenfilm mellan skivorna krävs en mycket större kraft för att separera skivorna än om det är torrt. Om i stället denna skiva görs mycket mindre, t.ex. 1x1 mm så är det mycket lättare att separera ytorna. Detta betyder att om kontakten består av många små fläckar så går det åt mindre kraft för att separera ytorna än om ytorna blir väldigt stora. I dag försöker man att reducera detta problem genom att göra som man gör på bildäck, dvs man försöker skapa ett dräneringsmönster som håller undan överskottet av vatten i kontakten. Ett sådant mönster kan skapas på flera olika sätt, t.ex. via stenslipning eller rillning, vilket innebär att man trycker in olika mönster i ytan med präglande rullar. Vilken metod man än väljer så är det viktiga att den metoden ger en yta med många och långa gropar i belaget och att dessa ligger väl fördelade över ytan. Erfarenhet har visat att man får mycket bra glid genom är att först stenslipa sina skidor för att få en yta med lite kontaktfläckar och mycket struktur. Därefter kan man sickla skidorna med Primaterias polersickel (P-Cut) för att på så vis skapa mycket släta kontaktfläckar. Om man sedan polerar ytan med Primaterias roterande poleringsborste så kan man även säkerställa att ytan i strukturen, dvs i groparna efter slipning också kommer att bli släta. Slutligen kan man toppa med polerborstning mha Primaterias nylonborste (alternativt kombinera med lämplig valla), vilket ofta ger lite extra skjuts eftersom man då förbättrar ytjämnheten ytterliggare. Det bör dock nämnas att den stora majoriteten av skidåkare, som inte är elit, klarar sig utmärkt utan glidvalla och kommer normalt inte att kunna känna skillnaden om skidorna vallas eller inte efter behandlingen med Primaterias produkter.

4 sid. 3 Detta arbete är en del i Primaterias utvecklingsarbete som syftar till att ta fram nya, mer optimala verktyg för preparering av skidornas glidytor. I dag har Primateria ett patent på ett verktyg som är till för att skapa extremt släta yta på de små kontaktfläckar som utgör kontakt mellan skidor och snö. Dessutom så har primateria tagit fram verktyg i form av optimerade och helt unika borstar som är till för att polera och rensa ur strukturen i skidorna utan att skada belaget. Testupplägg PERSONAL/UTRUSTNING/PREPARERING Testet delades, pga av praktiska skäl, upp i två testomgångar där testomgång 1 kördes i Boden Sverige och testomgång 2 i Kronby Finland. Testomgång 1 utfördes i Boden på Pagla skidstadion den 29/ Vädret var klart och vindstilla. Temperaturen varierade från -17º till -12º. Snöförhållandena var preparerad nysnö. Testomgång 2 utfördes i Kronby Finland. Vädret var klart och vindstilla. Temperaturen varierade från -12º till -7º. Snöförhållandena var preparerad nysnö. Luftfuktigheten var ca 85 % vid båda testtillfällena. Båda testerna leddes av inhyrd konsult Stefan Storvall från Finland. Stefan Storvall är aktiv skidåkare, vallare och tränare som bland annat jobbat som servicechef för finska skidskyttelandslaget, som internationell promotor för Briko och servicechef ungdomslandslaget i junior-vm. Som aktiv åkare har Stefan omkring 35 år av tävlingar bakom sig och över 500 träningstimmar per år de senaste 30 åren. I testet ingick 5 st nya par av skidor från Atomic (Atomic World Cup Skate Ski - Red Chetah 09/10), se figur 1. Skidorna var noggrant urplockade av leverantören för att ha så lika egenskaper som möjligt. Alla skidorna slipades initialt för att få samma struktur. Den stenslipade strukturen på Atomic skidorna heter S6-1 och den är gjord med en Wintersteiger Sigma RS 200 slipmaskin vid Supersport, Seinäjoki i Finland. Den stenslipade strukturen användes sedan som referens i testet och gavs beteckningen A. Övriga fyra skidpar fick sedan beteckningarna B, C, D respektive E. I figurerna 4 till 7 visas exempel på mikroskopibilder av olika preparerade belagsytor.

5 sid. 4 Figur 1. De fem testade skidparen från Atomic. TESTFÖRFARANDE Både testet i Boden och Kronby utfördes enligt samma princip. Testet gjordes i en utförsbacke med ca 7 s glidtid i Boden respektive 10 s i Kronby och start gjordes från stillastående. Efter ca 10 m startades tiden automatiskt mha av mätsystem Speed Ski. Längre ned i backen stängdes tidtagning av och sparades i ett minne som efter utfört test lades över till dator. Glidhastigheten i testet var ca 25 km/h. Det är viktigt att utföra test vid hög hastighet och inte bara mäta hur långt skidorna glider. Orsaken är att friktionen vid hög hastighet genererar en temperaturhöjning under belaget som ökar mängden vatten i kontaktytan mot snön. På grund av detta så kan en skida behöva mer struktur för att den låga friktionen ska bevaras vid hög glidhastighet. För att skapa så lika förhållanden som möjlig så skapades först ett spår på sidan om det maskingjorda spåret. Testet inleddes så väl i Boden som i Kronby med att skidorna kalibrerades mot varandra innan någon preparering av skidorna gjordes. Därefter utfördes själva testet. Vid all testning så åkte en skidåkare strax före teståkaren vid varje individuellt glidtest. Varje skidpar testades fem gånger och provet utfördes enligt en rullande schema, dvs A-E, E-A, A-E, etc. TESTOMGÅNG 1 (BODEN) Skidorna i Boden preparerades enligt tabell 1. Syftet med testet var att jämföra vallade skidor (se typisk struktur i figur 5) med skidor enbart sicklade och borstade (standardrecept) med verktyg från Primateria (se

6 sid. 5 typisk struktur i figur 6) samt studera hur valla ovanpå en skida som initialt sicklats och borstats med verktyg från Primateria yta fungerar. När testet var klart så kompletterades testomgång 1 med att skidpar E vallades med Toko HF blue + Swix FC7 pulvervalla. Därefter utfördes ett nytt glidtest med enbart skidpar A och E2 enligt samma princip som beskrivits ovan. TESTOMGÅNG 2 (KRONBY FINLAND) I Kronby i Finland utfördes test endast med skida A, C och D. Syftet med testet var att förbättra ytfinheten på skidpar D, dvs på sidans rena belag utan valla och se hur detta påverkar glidhastigheten. Innan testet så borstades därför skidpar D med roterande P-brush (nylonborste) från Primateria. Efter nylonborstning benämns skidpar D med beteckningen D2, se tabell 2. RESULTAT Efter utfört test i Boden konstaterades att skida C var snabbats, se figur 2. Den följdes sedan av skida B, E och D. Efter vallning av E så blev E2 den snabbaste skidan, dvs Primaterias behandling under fluorvalla verkar vara gynnsamt för hög glidhastighet. Testet i Kronby visade att skida D som borstats med nylonborste från primateria nu väsentligt hade minskat skillnaden mot skida C, se figur 3. Vidare kunde man notera att D hade bra acceleration och glid i lägre fart. Skidorna med fluorvalla hade något högre toppfart. Diskussion Testet i Boden visade att de vallade skidorna var något bättre än ovallade skidor. Huvudorsaken till detta tros vara två saker. För det första så är valla mjukare än belagmaterialet vilket betyder att det är lättare att få en blank yta, dvs att göra ytan slät när man stryker valla på en skida än om man försöker göra belaget blankt. Att göra belaget blankt kräver andra verktyg än de som fanns att tillgå i Boden och därför bestämdes att köra en ny testomgång senare där denna hypotes utvärderades, dvs att en förbättrad polering av belaget gör att skillnaden mot vallade skidor minskar. För det andra så verkar fluorvalla ha egenskaper som är gynnsamma för hög fart. Detta stämmer väl överens med etablerad erfarenhet inom skidvärlden. Vid relativ låg hastighet, dvs en motionär på söndagsutflykt så är inverkan mindre av denna typ av valla eftersom den framförallt påverkar belagets vattenavstötande egenskaper. Detta innebär att det vatten som bildas av friktionsvärme vid hög glidhastighet inte lika enkelt breder ut sig under skidan som när vanligt paraffin eller ovallade skidor används, eftersom både

7 sid. 6 paraffin och belagsmaterial har något sämre vattenavstötande egenskaper än fluorvalla. Resultatet att skidpar E efter vallning med fluorvalla blev snabbast var mycket intressant. Detta visar att det är viktigt med ett bra underarbete, dvs att förbättra skidans kontaktfläckar och struktur innan skidan vallas. En annan intressant observation från testerna i Boden var att extra strukturering av skidorna, dvs skidpar E gör att glidet blir bättre. Detta tyder på att den slipade strukturen inte är tillräckligt väldefinierad utan att den bör göras något grövre för att minska den möjliga kontaktarean. Denna hypotes ska verifieras i ett senare test i vilket både ovallade och vallade skidor kommer att ingå. Testet i Kronby visade att en mer noggrann polering av belaget gör att skillnaden i hög fart mellan fluorvallade skidor och ovallade skidor minskar dramatiskt. Det goda glidet i låg fart och den utmärkta accelerationen gör att den ovallade skidan sannolikt är ett mycket bra och tillräckligt alternativ för enkla såväl som för mer avancerade motionärer. Även belagets högre hårdhet och därmed dess bättre slitstyrka än alla vallor gör att glidet med stor sannolikhet kommer att bevaras över tiden på ett bättre sätt än om skida vallas. Denna slutsats kan dras eftersom man vet att skidan i huvudsak nöts pga att hårda iskristaller långsamt slipar ned ytan på belaget. Denna mekanism märks mycket tydligt om skidåkaren är ute åker på skarsnö. Slutligen bör man påpeka att göra i ordning skida E, som testades i Boden, tar ca 1/5 del så mycket tid i anspråk som att göra i ordning skida B och framförallt C, dvs de vallade skidorna. Detta är en stor fördel som Primateria jobbar vidare med, i form av att vi försöker ta fram ännu bättre och ännu mer effektiva verktyg för preparering av skidor för optimalt glid. SLUTSATSER Testerna i Boden och Kronby visade på många intressanta resultat som gör att man kan dra en del intressanta slutsatser som kan utnyttjas om man önskar förbättra skidglidet i kall väderlek och preparerad nysnö: Med valla, både paraffin och fluorvalla, går det relativt enkelt att skapa blanka ytor på skidorna, vilket är ett krav för bra glid i kalla förhållanden. Genom att istället göra belaget riktigt blankt med Primateria produkter så får ovallade skidor nästan lika bra glid som fluorvallade skidor. Detta betyder att en ovallad skida har tillräckligt bra glid för en väldigt stor andel av dagens skidåkare, både motionärer och enklare tävlingsåkare.

8 sid. 7 Fluorvalla ger gynnsamma egenskaper för hög glidhastighet. Detta är sannolikt koppalt till fluorvallans bättre vattenavstötande egenskaper som gör att skapad vattenfilm inte breder ut sig så enkelt som när man kör ovallat eller med paraffinvalla. Strukturering av skidan med ytoptimerat rillverktyg verkar också vara gynnsamt för skidans glid. Sannolikt beror detta av att den möjliga kontaktytan minskas. Detta kommer att verifieras i ett kommande test för både ovallat och vallade skidor. Testerna visar på en mycket god potential för att åstadkomma skidglid i absolut världsklass genom att kombinera Primaterias produkter och glidvallor. Slutligen bör man påpeka att tidsåtgången som krävs för de olika metoderna är mycket stor. Att göra i ordning skida E (preparerade med Primaterias produkter) tar ca 1/5 del så mycket tid i anspråk som att göra i ordning skida B och framförallt C (vallade skidor). Detta är en stor fördel som Primateria jobbar vidare med i form av att vi försöker ta fram ännu bättre och ännu mer effektiva verktyg för preparering av skidor för optimalt glid.

9 sid. 8 Tabell 1. Benämning av de olika skidparen samt hur de var preparerade under test 1 i Boden den 29/ Skidpar preparering kommentar A Stenslipning, S6-1 Ovallat slipad yta är standard på de flesta av dagens skidor B C D E Swix LF 4 vallning, plastsicklad och borstad med nylonborste Swix nylon handborste T01183B Toko HF blue vallning + Swix FC7 pulver, plastsicklad och borstad med nylonborste Swix nylon handborste T01183B Sicklad med P-cut och borstad med rotoborste R-brush (fin stålborste från Primateria) som D samt strukturerad på bakre del av skidan med ytoptimerat verktyg PH30 från Speedy Ski E2* Som E men även kompletterad med Toko HF blue + Swix FC7 pulvervalla samt borstad med nylonborste Swix T01183B. * kördes i ett kompletterande test tillsammans med skidpar A. Skillnad i glidhastighet uttryckt i % Vallat: paraffinvalla med låg fluorhalt. Normal vallning. Vallat: paraffinvalla med hög fluorhalt. En vanlig proffsbehandlig. Ovallat men preparerad med Primaterias stålsickel och fin stålborste för att ta bort ytdefekter Ovallat, behandlad som D men också strukturerad för att minska kontaktytan Vallat, behandlad som E men också behandlad med valla med hög fluorhalt 5,00% 4,50% 4,00% 3,50% 3,00% 2,50% 2,00% 1,50% 1,00% 0,50% 0,00% A B C D E E2 Figur 2. Skillnad i glidhastighet uttryckt i %. Positivt tecken betyder att skidorna glider fortare än referens A.

10 sid. 9 Tabell 2. Benämning av de olika skidparen samt hur de var preparerade under test 1 i Kronby, Finland den 10/ Skidpar preparering kommentar A Stenslipning, S6-1 Ovallat slipad yta är standard på de flesta av dagens skidor C Toko HF blue vallning + Swix Vallat: paraffinvalla med hög fluorhalt. En FC7 pulver D Sicklad, Primateria rotoborste R- brush, samt borstad med nylonborste P-brush (rotobrush) från Primateria vanlig proffsbehandlig. Ovallat men preparerad med Primaterias stålsickel och fin stålborste för att ta bort ytdefekter samt polerad med nylonborste för att öka glansen, dvs minska ytojämnheten ytterliggare i belaget. Skillnad i glidhastighet uttryckt i % 5,00% 4,50% 4,00% 3,50% 3,00% 2,50% 2,00% 1,50% 1,00% 0,50% 0,00% A C D Figur 3. Skillnad i glidhastighet uttryckt i %. Positivt tecken betyder att skidorna glider fortare än referens A.

11 sid. 10 PABR DOC a) b) Figur 4. Elektronmikroskopibilder av typiskt stenslipat skidbelag. a) översiktsbild och b) detaljbild (en förstoring av bilden i a). Notera att ytan är lite sårig och att det finns en del defekt material på ytan. Primateria AB tel: styrelsens säte: Uppsala bankgiro: Sågargatan 5 fax: org. nr plusgiro: SE Uppsala info@primateria.se momsreg.nr: SE innehar F-skattsedel

12 sid. 11 PABR DOC a) b) Figur 5. Elektronmikroskopibilder av typiskt stenslipat och vallat skidbelag. a) översiktsbild och b) detaljbild (en förstoring av bilden i a). Prepareringen är utförd av en professionell vallare. Notera att ytan blivit väsentligt mycket slätare efter vallningen. Primateria AB tel: styrelsens säte: Uppsala bankgiro: Sågargatan 5 fax: org. nr plusgiro: SE Uppsala info@primateria.se momsreg.nr: SE innehar F-skattsedel

13 sid. 12 PABR DOC a) b) Figur 6. Elektronmikroskopibilder av typiskt stenslipat skidbelag som preparerats med Primaterias polersickel (P-Cut), valsborste (R-Brush) och handborste (P-Brush). a) översiktsbild och b) detaljbild (en förstoring av bilden i a). Notera att ytan är minst lika slät som efter vallning. Primateria AB tel: styrelsens säte: Uppsala bankgiro: Sågargatan 5 fax: org. nr plusgiro: SE Uppsala info@primateria.se momsreg.nr: SE innehar F-skattsedel

14 sid. 13 PABR DOC a) b) Figur 7. Elektronmikroskopibilder av skidbelag som blivit preparerad med stålsickel från konkurrerande företag. a) översiktsbild och b) detaljbild (en förstoring av bilden i a). Notera att är mikroskopiskt ojämn samt att den innehåller en hel del defekt material i ytan. Primateria AB tel: styrelsens säte: Uppsala bankgiro: Sågargatan 5 fax: org. nr plusgiro: SE Uppsala info@primateria.se momsreg.nr: SE innehar F-skattsedel