New metallic solutions for advanced ski bases

Skis have always been subjected to innovative processes. In the last few years changing environment conditions together with an ever increasing use of artificial snow highlighted the weakest point in ski structure. Indeed, while almost every layer and component in ski structure have been redesigned and upgraded to widthstand the demanding characteristics of compact or even icy slopes, ski bases are still manufactured using Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE). Several studies have proved the inability of such a material to glide without deteriorating on the hard, highly abrasive modern snow. Metallic materials on the other hand could constitute a possible solution to this problem. Unfortunately metals show worse gliding properties against snow with respect to UHMWPE. Inspecting in depth the friction coefficient against snow of two representative metallic alloys and finding a solution to this problem is the main objective of this thesis. Surface treatments, both physical and chemical of metals are studied, to enhance gliding properties on snow. All the solutions here proposed have been tested on a snow tribometer, appositely designed and on natural slopes with full-scale ski prototypes.

Da sempre gli sci sono stati oggetto di forti processi evolutivi. Negli ultimi anni i cambiamenti ambientali, insieme all’uso estensivo di neve artificiale hanno messo in evidenza le criticità nella struttura di questi attrezzi. Mentre ogni componente o layer nella struttura sono stati riprogettati o rinnovati per sostenere le esigenze dovute a nevi sempre più compatte o addirittura ghiacciate, le solette sono ancora prodotte utilizzando Ultra-High Molecular Weight PE (UHMWPE, polietilene ad alto peso molecolare). Molti studi hanno provato il forte deterioramento creato dallo scivolamento sulle nevi moderne di questo tipo di materiale. Al contrario, un materiale metallico potrebbe costituire una possibile soluzione a questo problema. Tuttavia i metalli mostrano un comportamento peggiore per quanto riguarda lo scivolamento su neve rispetto al polietilene ad alto peso molecolare. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è investigare a fondo le proprietà di scivolamento su neve di due leghe metalliche e proporre delle soluzioni che possano migliorarle. Vengono presi in considerazione e studiati trattamenti superficiali sia fisici che chimici, con lo scopo di incrementare la velocità di scorrimento su neve. Le soluzioni proposte sono state testate tramite un tribometro a neve, appositamente progettato e costruito, e attraverso test sul campo con nuovi prototipi di sci aventi soletta metallica.