racheta aerogel

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAŞOVFACULTATEA DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

SPECIALIZAREA DESIGN DE PRODUS ŞI MEDIU PENTRU DEZVOLTARE DURABILĂ

Îndrumător ştiinţific:

Prof. Dr. Ing. Anca DUŢĂ Autor:

Maria Cătălina TOADER

BRAŞOV2010

Cuprins

pagina

1. Proiectare conceptuală ................................................................................. 2

2. Identificarea materialelor din alcătuire, explicitând corelaţia structură –

proprietăţi ............................................................................................................... 3

3. Specificaţi modalitatea de obţinere a cel puţin unui material ......................... 4

4. Specificaţi testele de caracterizare funcţională obligatorii pentru

componente ........................................................................................................... 4

5. Specificaţi testele de caracterizare funcţională pentru produs ....................... 5

6. Prezentaţi componentele cele mai expuse degradării şi explicaţi cum

afectează funcţionalitatea produsului .................................................................... 6

7. Prezentaţi modalităţile de asigurare a unui timp de viaţă al produsului ......... 6

8. Referinţe ......................................................................................................... 7

1

Rachetele sunt de multiple dimensiuni, fabricate din diferite materiale şi cu

diferite dimensiuni şi forme toate însă cu caracteristici bine stabilite. Cele mai cunoscute

firme producătoare WILSON, BABOLAT, HEAD, YONEX, DUNLOP fabrică rachete atât

pentru cei ce joacă de plăcere (aşa numitele rachete “comerciale”) cât şi pentru cei ce

joacă un tenis competiţional. Diferenţa dintre cele comerciale şi cele de performanţă

constă în materialele pe baza cărora sunt făcute şi implicit tehnologia de fabricaţie. [1]

1. Proiectare conceptuală

Figura 1. Părţile componente ale unei rachete de tenis

Lista de cerinţe a designului produsului:

Funcţionalitate: să fie uşoară, uşor de manevrat, rezistentă la şocuri;

Impact asupra mediului: datorită materialelor din care este fabricată, racheta cu

aerogel nu prezintă impact semnificativ asupra mediului;

Competiţia pe piaţă: DUNLOP fabrică rachete de tenis din aerogel. Cele mai

cunoscute firme producătoare sunt: WILSON, BABOLAT, HEAD, YONEX,

DUNLOP. DUNLOP asigură un raport preţ – calitate bun faţă de celelalte firme

concurente deoarece: oferă rezistenţă şi elasticitate mai bună

2

Maner (grip)

Racordaj sintetic

Rama

Material: pentru acest produs sunt folosite ca materiale multifibra de carbon,

aerogelul şi gripul sintetic. Ca material special pentru acest produs este folosit

aerogelul.

Calitate şi controlul calităţii: să aibă rezistenţă pentru a nu se rupe la contactele

cu mingea sau cu solul, să se manevreze uşor.

2. Identificarea materialelor din alcătuire, explicitând corelaţia

structură – proprietăţi

Tabel 1. Materialele din alcătuirea rachetei de tenis

Componentă Material Structură Proprietăţi

Racordaj

sintetic

multifibre

de carbon

centrul racordajului

constă din aproximativ

1000 de filamente

(multifibre) de garfit,

acestea sunt răsucite

laolaltă şi acoperite cu un

înveliş rezistent din teflon

- durabilitate medie

- flexibilitate

- elasticitate pentru a

respinge mingea

- protecţie bună

- rezistenţă pentru a nu se

rupe la contactul dur cu

mingea

- reducerea vibraţiilor

Rama aerogel

un soi de “fun îngheţat”

cu oxid de aluminiu,

siliciu şi dioxid de carbon

- material ultrauşor

- rigid

- rezistenţă pentru a nu se

rupe la contactele cu

mingea sau cu solul

- resucerea vibraţiilor

Mâner (grip)grip

sintetic–

- elastic

- rezistent

- subţire

- perforaţiile facilitează

absorbţia transpiraţiei

- şanţurile conferă o mai

bună manevrabilitate

3

3. Specificaţi modalitatea de obţinere a cel puţin unui material

Aerogelul (figura 3) este realizat prin uscarea hidrogelului compus din dioxid de

siliciu coloidal într-un mediu extrem. Mai exact, un alcool ca de exemplu etanol este

amestecat cu alcoxid de siliciu ca precursor pentru a forma un gel de dioxid de siliciu

(silicagel). Printr-un proces de uscare supercritică, alcoolul este eliminat din gel. Acest

proces implică injecţia directă de dioxid de carbon supercritic într-un vas sub presiune

care conţine aerogel. Astfel sunt eliminate toate lichidele din gel şi înlocuite cu gaz fără

ca structura gelului să se distrugă sau să piardă volum. [2]

Aerogelul este translucid (semitransparent), casant (contine 99,8% gaz),

absoarbe radiaţia infrarosie (ceea ce permite trecerea luminii solare dar nu şi a căldurii),

este un izolator termic remarcabil avand o conductivitate termică extrem de scăzuta iar

punctul de topire este la 1200o C. [2]

Figura 2. Alcogel Figura 3. Bloc de aerogel

4. Specificati testele de caracterizare functionala obligatorii pentru componente

Toate testele trebuie făcute la o temperatură de aproximativ 20° C, o umiditate

relativă de aproximativ 60% şi o presiune atmosferică de aproximativ 762 mm coloană

de mercur. Toate mingile trebuie să fie scoase din container şi tinute la temperatura şi

umiditatea recunoscută cu 24 ore înainte de testare şi trebuie să fie la acea temperatură

şi umiditate când se începe testul. [3]

Tabel 2. Testele de caractezizare funcţională ale componentelor rachetei de tenis

Componenta Test de caracterizare funcţională

Racordaj sintetic- Rezistenţă la şocuri

- Elasticitate

Rama - Rezistenţă la şocuri

Mâner (Grip)

- Rezistenţă

- Elasticitate

- Absorbţia transpiraţiei

4

5. Specificaţi testele de caracterizare funcţională pentru

produs

- lungimea rachetei: lungimile cele mai frecvente sunt 27 inch (68.5 cm) şi 27.5

inch (70 cm). Lungimea maxima aprobată este cea de 29 inch. Beneficiul principal al

unei rachete de dimensiuni normale (27 inch) sunt manevrabilitatea sporită şi un control

foarte bun pentru rever-ul cu o mână. Beneficiul principal al unei rachete de dimensiuni

extralungi (27.5 inch) sunt puterea sporită la loviturile de câmp, serve şi reverul cu 2

mâini, dar cu o manevrabilitate mai redusă şi un control mai mic la voleu şi reverul cu o

mână. [4]

- dimensiunea supraţetei de lovire a rachetei: se referă la suprafaţa racordată a

rachetei şi se măsoară de regula în inch2. Ca regulă, o suprafata mai mare oferă o

putere mai mare, iar o suprafaţă mai mică ofera un control mai bun. [4]

- rigiditate (coeficientul de rigiditate): o rachetă este cu atât mai rigidă cu cât

are un coeficient de rigiditate mai ridicat. În general, o rachetă mai rigidă genereaza mai

multă putere, are o suprafaţă optimă de contact, dar transmite mai mult soc către braţ.

O rachetă flexibilă reacţionează invers decât cele descrise mai sus. [4]

- greutatea: o rachetă mai grea generează mai multă putere, vibrează mai puţin şi

are o suprafaţă optimă de contact. O rachetă mai uşoară are caracteristici opuse faţă de

cele descrise mai sus. [4]

- racordajele: cele mai subţiri conferă mai mult spin şi putere, dar au un control

mai redus. Rezistenţa la rupere este mai mică. Racordajele mai groase conferă mai

mult control, dar spin-ul şi putere sunt mai reduse. Rezistenţa la rupere este sporită. [4]

- tensiunea racordajului: tensiunea joasă conferă mai multă putere, o tensiune

sporită conferă mai mult control. Pentru suprafaţa de zgură tensiunea trebuie micşorată

comparativ cu tensiunea necesară pentru un teren cu o suprafaţă rapidă. [4]

- balansul: acesta este dat în centimetri şi reprezintă distanţa măsurată dinspre

mânerul rachetei până la centrul de greutate. Mijlocul rachetei corespunde foarte rar cu

centrul de greutate. De aici împărţirea rachetelor în alte două mari categorii: cele a

căror centru de greutate este înspre capul rachetei şi cele cu centrul de greutate spre

mânerul rachetei. [4]

5

6. Prezentaţi componentele cele mai expuse degradării şi

explicaţi cum afectează funcţionalitatea produsului

Toate componentele acestui produs sunt expuse degradării. Degradarea

acestora se produce în timpul jocului. Oricare dintre aceste trei componente s-ar

degrada afectează funcţionalitatea rachetei, deoarece performaţele acesteia depind de

cât de mult se degradează componentele.

Când se deteriorează racordajul acesta trebuie înlocuit pentru a avea din nou

aceleaşi performanţe, la fel se întamplă şi cu grip-ul.

Degradarea ramei conduce la înlocuirea rachetei, deoarece aceasta nu mai are

aceleaşi proprietăţi: rezistenţă la şocuri, stabilitate şi rezistenţă la vibraţii.

7. Prezentaţi modalităţile de asigurare a unui timp de viaţă al

produsului

Depozitarea rachetelor

Se recomandă depozitarea rachetelor de tenis în locuri răcoroase, cu

temperatură constantă, protejate de umiditate şi lumina soarelui. Din acest motiv

depozitarea rachetelor în maşină sau în portbagaj este total nerecomandată indiferent

de anotimp. Atât căldura excesivă, cât şi frigul sau umiditatea pot dăuna atât rachetelor

de tenis, cât şi racordajelor. [5]

Folosirea rachetelor

Se recomandă a se evita lovirea ramei rachetei de suprafaţa de joc, în funcţie de

frecvenţa acestor acţiuni şi de intensitatea contactului cu solul, se pot produce distrugeri

iremediabile ale fibrelor din partea superioară a rachetei, reducându-se astfel durata de

viaţă a rachetei. [5]

Racordarea rachetelor

Racordarea rachetei trebuie să se facă numai de către un specialist în domeniu,

orice abatere de la sistemul de racordare recomandat de producător sau ignorarea

indicaţiilor legate de tensiunea minimă şi maximă la care trebuie să se facă montarea

corzilor pot duce la scăderea randamentului rachetei şi scurtarea duratei de viaţă a

rachetei şi a racordajului astfel folosit. [5]

6

8. Referinţe

[1] http://www.etenis.ro/info-etenis/articol-13.htm

[2] Development of Silica Aerogel with Any Density, M. Tabata, I. Adachi, 2005

[3] Regulamentul oficial ATP

[4] http://www.rachetetenis.ro/articole

[5] http://curetenniselbow.org/1384/tennis-rackets-maintenance-best-rackets-for-tennis-

elbow/

7