Studio di una soletta metallica per lo sci alpino

The development of an alpine ski with optimized handling qualities, enhanced stability and good sliding properties represents an actual problem. In the last decades, radical innovations interested the structure of an alpine ski. However, since 1946 no significant changes in the constitutive material of the base have been registered and ski manufacturers have been using polyethylene. Although polyethylene is economically convenient, the use of sort of a material in the sole of the ski reveals some drawbacks. First of all, the frictional properties of polyethylene are not optimal, because of problems of low wear resistance. In this context, although it is common practice to wax skis, the polymer tribologists disapprove the use of lubricants and polymers together from a dirt accumulation point of view. In addition to that, the authors near to big ski wax producer are skeptical about the glide hot wax treatment, as if one melts polyethylene at a large degree and "fills it" with paraffin wax, the mechanical properties (wear resistance, etc.) will be drastically degraded. In addition to the problem of waxing, polymers like polyethylene are soft and easily gouged by impacts with external bodies like stones, rocks and roots hidden under the snow, a common occurrence in the alpine skiing: serious and unrepairable damage can be done if a rock gouges the ski base and hooks the edge structure. This thesis work belongs to the research in the alpine skiing field, in order to solve the drawbacks of a traditional polyethylene sole. The goal is to achieve an innovative sole with good sliding properties, high wear resistance and high damage tolerance.

Lo sviluppo di uno sci alpino con caratteristiche di manovrabilità, stabilità e scorrevolezza ottimizzate a seconda dell’utilizzo rappresenta un ambito di ricerca estremamente attuale. Nonostante negli ultimi decenni la struttura interna dello sci sia stata oggetto di numerose e radicali modifiche progettuali, dal 1946 ad oggi non si registrano sostanziali cambiamenti riguardo all’utilizzo di polietilene nella realizzazione della parte a contatto con la neve: la soletta. Benché economicamente vantaggiosa, l’adozione di un materiale del genere comporta alcuni svantaggi. Innanzitutto, le caratteristiche di attrito del polietilene su neve sono tutt’altro che ottimali, comportando problemi relativi ad usura della soletta. In questo contesto, nonostante la diffusa pratica della sciolinatura venga tradizionalmente considerata benefica, molti esperti di tribologia dei polimeri sono contrari all’applicazione di lubrificanti come le scioline sul polietilene, per problemi legati all’accumulo di sporcizia ed all’efficacia del trattamento nel tempo; in aggiunta a questo fatto, autori vicini ai grandi produttori di scioline sono scettici riguardo al trattamento della sciolinatura a caldo, in quanto il calore del ferro utilizzato per sciogliere la cera di paraffina provoca un riscaldamento su larga scala della soletta, determinando un drastico peggioramento delle proprietà meccaniche del polietilene. Un altro svantaggio legato alla tradizionale soletta in polietilene è la scarsa resistenza all’impatto contro rocce e radici nascoste dal manto nevoso, occorrenza tutt’altro che rara; se l’evento interessa una zona prossima alle lamine o, ancor peggio, comporta la rottura della lamina stessa, il danno può risultare irreparabile. Il presente lavoro di tesi si inserisce in questo contesto, proponendosi l’obiettivo di realizzare una soletta innovativa in grado di esibire buone proprietà di attrito su neve, resistenza all’usura ed all’impatto.