1. No category

Ski Stopper
Produktutvecklingen av en ny ski stopper anpassad för
2000-talets avancerade skidåkare
Anders Orrgard
Kungliga Tekniska Högskolan
Kandidatexamensarbete
Stockholm, Sverige 2011
Sammanfattning
Detta kandidatexamensarbete utmynnar i en ny typ av ski stopper som är avsedd för att
fungera vid baklängeslandningar på skidor. Motivet till detta är att nuvarande ski stopper
fungerar bristfälligt vid denna typ av landningar och kan orsaka brott på bindningen.
Bakgrunden till intresset för en ny typ av ski stopper kommer från den nya formen av
skidåkning som bland annat innebär att åka skidor i ”hopparker”. Denna åkform har
utvecklats från snowboardåkningen och medförde att skidfabrikanterna snabbt utvecklade
skidor avsedda för denna form av skidåkning, i syfte att bredda marknaden för skidåkning och
nya typer av skidor. Dock har utvecklingen av ski stoppers inte följt med i denna utveckling.
Problematiken med den nuvarande ski stopper uppstod i början av 2000-talet, men har allt
mer uppmärksammats inom skidkretsar under de senaste fem åren.
Syftet med uppsatsen är att utveckla en ny ski stopper som är anpassad för att bromsa skidan
då bindningen löst ut och skidan fritt färdas baklänges. För detta utarbetades en teoridel vars
syfte är att ge läsaren kunskap om aktuella material och tillverkningsmetoder som behandlas i
resultatdelen. Resultatdelen omfattar en förstudie och en produktutvecklingsdel. Förstudien
genomfördes i syfte att identifiera bristerna med den traditionella ski stoppern och på så sätt
ligga till grund för en produktutvecklingsprocess av en ny ski stopper. Den nya produkten ska
komplettera eller ersätta den traditionella ski stoppern.
En förutsättning för uppsatsen är hur nuvarande ski stopper fungerar och hur avancerade
skidåkare upplever dessa. En annan förutsättning är att materialen som används är
återvinningsbara samt att tillverkare av ski stoppers kan uppta produktion av den nya
produkten utan att behöva investera i nya tillverkningsmetoder samt att standardmått ska
kunna användas.
I uppsatsen utvecklades tre olika koncept för funktionen av en ny ski stopper. Resultaten av
dessa utmynnade i att en kombination av två av koncepten var den mest optimala lösningen
baserat på funktionalitet och kostnad. Lösningen innebar en ny ski stopper med förlängd
hälpedal i syfte att minska risken att hävarmarna löser ut för tidigt. Dessutom utvecklades nya
elastiska bromsmekanismer i syfte att bromsa skidan då bindningen löst ut och skidan färdas
fritt baklänges.
Slutsatsen är att det borde finnas en marknad för denna typ av ny ski stopper. Den nya
produkten är 79 procent dyrare i producentledet jämfört med existerande produkt. Jämför att
priset för en avancerad skida är cirka dubbelt så dyr som en ”normal” skida, SEK 10000 mot
SEK 5000, i konsumentledet och att ski stoppern svarar för en mycket liten del av kostnaden
för en komplett skidbindning. Detta borde tala för att avancerade skidåkare är beredda att
betala merkostnaden för att få en funktionell ski stopper för deras behov.
i
Abstract
This bachelor assignment results in a new kind of ski stopper, which purpose is to be adapted
for switchlandings on skis. The motive is that the traditional ski stopper does not work as it
should in this kind of landings and can cause fracture on the ski bindings. The background for
the interest in a new type of ski stopper comes from the new way of skiing which among other
things includes skiing in funparks. This type of skiing was evolved from snowboarding and
resulted in ski manufactures quickly developed skis for this, with the purpose to widen the ski
market and open up for new kind of skis. However, the developing of ski stoppers did not
keep track with this development. The problem with the traditional ski stopper emerged some
ten years ago, but has got much more attention in the last five years in ski circuits.
The purpose with the bachelor assignment is to develop a new ski stopper which is adapted to
decelerate the ski when the ski bindings has released the skiboots and the ski rides switch
unrestrained. A theory study has been conducted with the purpose to give the reader
knowledge about applicable materials and manufacturing methods that are used in the result
section. The result sections comprise a pre-study and a product development section. The prestudy was conducted with the purpose to identify the deficiencies with the traditional ski
stopper to form a base for a product development process of a new ski stopper. The new
product should be a compliment to or replacer of the traditional ski stopper.
The presupposition for the assignment is how the traditional ski stopper is working and how
the advanced skiers perceive them. Another presupposition has been that the materials that are
used has to be recyclable and that the manufactures of the ski bindings can start production of
the product without any new investments in manufacturing methods and that the product has
standard measures. In the assignment three different concepts have been developed for the
function of a new ski stopper. The result of these eventuates in a combination of two of the
concepts which proved to be the optimal solution based on functions and cost. The solution
means a new ski stopper with extended heel pedal which purpose is to decrease the
probability that the lever arms releases too soon. Furthermore a new elasticbrakemechanical
product was developed with purpose to decelerate the ski when the ski boots are released
from the ski bindings and the skis rides switch unrestrained.
The conclusion is that there should be a market for the new ski stopper. The new product is 70
percent more expensive in the production chain compared to the traditional ski stopper.
Compared with the price for an advanced ski that is approximately twice as expensive as a
”normal” ski for a consumer i.e. SEK 10000 vs SEK 5000 and the ski stopper is a very small
part of the total cost for a ski binding. This should verify that advanced skiers are prepared to
pay this additional cost for a ski stopper that fulfill their needs.
.
ii
Förord
Denna rapport behandlar mitt kandidatexamensarbete Ski Stopper som har kommit till i
kursen MG104x,teknik och management, grundnivå.
Redan som liten utvecklades mitt stora och passionerade intresse för skidåkning. Jag har på
avstånd fått ta del av utvecklingen av den nya skidåkning ochtwintipskidans uppkomst.
Medoräkneliga skiddagar i benen skriver jag denna rapport och ser det som ett privilegium att
få använda mig av den kunskap jag fått ta del av på KTH till att utveckla en ny produkt inom
skidsporten och på så sätt bli delaktig i utvecklingen av sporten.Jag vill tacka de personer som
hjälpt till och stöttat mig under arbetets gång.
Jan-Olof Svebeus, handledare. Gav feedback och vägledde mig med arbetets utformning.
Anders Eliasson, universitetsadjutant på KTH i materiallära. Hjälpte till att analysera
materialen i den traditionella ski stoppern.
Hans Gerremo, SLAO, Svenska Liftanläggningars Organisation.Svarade på frågor angående
regelverket och vägledda mig till Niclas Bornling, Salomon.
Niclas Bornling, Salomon. Vägledde mig på Salomon till produktutvecklingsavdelningen.
Ted Bäckström, student på KTH.Hjälpte till med koncept konstruktioner.
Mathias Andreasson, student på KTH. Hjälpte till med SolidEdge.
Erik Hilmertz, student på KTH.Hjälpte till med utformningen av arbetet.
Oscar Sunesson, student på KTH.Hjälpte till med ANSYS.
Michael Orrgard. Gav feedback.
Adam Widen, professionell skidåkare. Tog sig tid och ställde upp på intervju.
Niklas Kull, professionell skidåkare. Tog sig tid och ställde upp på intervju.
Anders Orrgard
Stockholm 2011-04-26
iii
Innehåll
1 Inledning............................................................................................................................... 1 1.1 Bakgrund ..................................................................................................................... 1 1.2 Syfte ............................................................................................................................. 2 1.3 Avgränsning................................................................................................................. 2 1.4 Metod ........................................................................................................................... 2 1.5 Disposition ................................................................................................................... 3 2 Teori ..................................................................................................................................... 4 2.1 Tillverkningsteknik ...................................................................................................... 4 2.2 Material ........................................................................................................................ 7 3 Resultat ................................................................................................................................. 9 3.1 Förstudie ...................................................................................................................... 9 3.2 Produktutveckling ...................................................................................................... 17 4 Slutsats ............................................................................................................................... 28 5 Diskussion .......................................................................................................................... 28 5.1 Förslag till vidareutveckling av produkten ................................................................ 29 Referenser................................................................................................................................. 30 Bilaga 1 Kostnadsanalys för den traditionella ski stoppern ..................................................... 30 Bilaga 2 Frågeenkät - Hur nöjd/missnöjd är du med din nuvarande ski stopper? ................... 32 Bilaga 3 Frågeenkät - Varför är du missnöjd med din ski stopper? ......................................... 33 Bilaga 4 Intervjuer .................................................................................................................... 34 Bilaga 5 Kostnadsanalys för den nya ski stoppern ................................................................... 36 iv
1 Inledning
Inledningen omfattar,bakgrund, syfte, metod och en disposition. I bakgrunden beskrivs
bakgrunden till problemet och isyftet beskrivs syftet med uppsatsen. I, metod- och
dispositionsdelen beskrivs vilka metoder och tillvägagångssättet som använts för uppnått
resultat.
1.1 Bakgrund
År 1939 lades grunden till vad vi idag betraktar som en vanlig standardiserad skidbindning.
Då fick den namnet HvamSaf-Ski bindning, döpt efter dess uppfinnare Hjalmar Hvam.
Bindningen byggde på en då mycket avancerad fjäderkonstruktion som möjliggjorde för
skidåkaren att göra skarpa svängar och åka ned för branta backar. Om skidåkaren av någon
anledning skulle tappa kontrollen skulle bindningen lösa ut och frigöra pjäxan från
bindningen. Många nappade på idén och det dröjde inte länge förän det fanns flera olika
alternativa lösningar ute på marknaden,något som bidrog till en radikal minskning av antalet
benbrott(Skiinghistory, 2002).
I och med den nya säkerhetsbindningen insåg man vikten av en bromsfunktion på skidan, för
att förhindra att skidan fortsatte ned för backen vid ett eventuellt fall. Till en början användes
en fångrem som var fastsatt med var sin ända i bindningen respektive pjäxan. Den lösningen
användes under en längre period, men ett stort problem med den lösningen kom att få
konsekvenser. Om åkaren trillade och skidan löste ut, kom skidorna många gånger slungades
mot åkaren. Det dröjde ända fram till slutet av 1970-talet som den första säkra och effektiva
skidbromsen lanserades. Konstruktionen byggde på en hävarm på var sida om skidan som
utlöstes av en fjäder när bindningen löste ut. Hävarmarna trycktes ned i snön och bromsade på
så sätt skidans framfart (Skiinghistory, 2002). Idag går denna uppfinning under namnet ski
stopper.
Snowboardens genombrott på 1980-talet medförde att skidindustrin tappade stora
marknadsandelar till snowboardens fördel. Skidindustrin gjorde allt för att komma ikapp
snowboardindustrin när det gällde teknikutveckling. Influenserna från snowboarden färgade
allt jämt skidindustrin och bland annat kopierade man timglasmodellen från snowboarden och
skapade på detta sätt den första Carving skidan, vilken möjliggjorde att åkaren kunde ligga på
ett rent skär i en sväng istället för sladdsväng (Salomon, 2010).
År 1997, då det Kanadensiska puckellandslaget med den då okända tränaren Mike Douglas i
spetsen, började tröttna på puckelpisten och bestämde sig för att utforska snowboardens
territorium, hopparken. De insåg snabbt att de kunde utföra motsvarande trick på sina skidor
som snowboardåkarna kunde med sina brädor, bortsett från att landa baklänges. Idén till
twintip-skidan föddes. Tillsammans med det japanska puckellandslaget skickade de in ett
förslag på en symetrisk carving-skida som hade likadan nose som tale (nos som svans), något
som skulle möjliggöra baklängeslandningar. I princip alla stora skidföretag ratade idén,
bortsett från Salomon. Tillsammans tog man fram ”Salomon 1080”och prototypen togs i bruk
år 1998(Salomon, 2010). Den första serietillverkade twintip-skidan hade fötts och efter detta
skulle inget bli sig likt igen inom skidindustrin.
Genomslagskraften var enorm och efter bara några år hade nästan alla skidtillverkare en
twintipmodell i sitt skidutbud.
1
Från och med år 1998 har den revolutionerade twintip-skidans marknad eskalerat och de
tidigare förlorade marknadsandelarna hade nu återtagits. Inom skidåkningen uppstod en ny
era kallad ”New school åkning”. Den sortens åkning bygger på konstgjorda ”lekparker” med
hopp och rails(järnrör som skidåkaren/snowboardåkare glider tvärs över). År 2002
anordnades det första Winter X-games där skidåkare fick delta. X-games är extremsporternas
motsvarighet till vinter OS(ESPN, 2011).
Problematiken som uppstått tillföljd av den snabba innovativa utvecklingen av den alpina
utförsåkningen är att delar inom teknikutvecklingen hamnat på efterkälken. Det gäller inte
skidorna och det gäller inte bindningarna utan det gäller ski stoppern. Dagens ski stopper
utveckling har stått stilla sedan 1970-talet, medan all annan utveckling inom skidindustrin
rusat framåt.
1.2 Syfte
Syftet med uppsatsen är att utveckla en ny ski stopper som är anpassad för att bromsa skidan
då bindningen löst ut och skidan fritt färdas baklänges.Den nya produkten ska kunna tas i
produktion av en bindningstillverkare utan några större investeringar i nya
tillverkningsmetoder. Produkten ska komplettera eller ersätta den traditionella ski stoppern.
1.3 Avgränsning
Uppsatsen avgränsas i förstudien genom att studera en modell av ski stoppers. Det finns flera
olika bindningstillverkare, varje tillverkare har sina bindningsmodeller och sina ski stoppers.
Alla olika modeller av ski stoppers fyller samma syfte och är mycket lika i dess komponenter
och utformning. Därför begränsas förstudien till att studera Salomons ski stopper med
tillhörande bindning SP 120. Kostnadsanalyserna avgränsas och avser endast direkta
kostnader, material och tillverkning, ej allokerade kostnader som exempelvis maskiner och
formar.
1.4 Metod
I metoddelen förklaras vilka metoder och tillvägagångssätt som har använts i delarna, teori,
förstudie och produktframtagning.
En teoridel togs fram. Den delades in i två delar, tillverkningsteknik och material. De olika
delarnas syfte är att ge läsaren övergripande kunskap om aktuella tillverkningsmetoder och
material som behandlas i resultatdelen. Informationen i teoridelen är hämtade urMaterials
Science and engineering(William D. Callister, 2011) ochpdf:n Plastskolan(Krugloff, 1996).
I förstudien undersöks och analyseras den traditionella ski stoppern med hjälp av
konstruktionsanalyser, kraftanalyser, materialanalyser, tillverkningstekniksanalyser och en
kostnadsanalys. Dessutom undersöks marknaden med en frågeenkät och två intervjuer. I
2
förstudien specificeras målgruppen utifrån egna erfarenheter.Förstudien ska ligga till grund
för produktutvecklingsprocessen.
Produktutvecklingsdelen delas in i flera mindre delar. Delarnaomfattar, problemidentifiering,
kravspecifikation,
konceptgenerering,
konceptval,
konceptutveckling,
konstruktionsbeskrivning, kraftanalys, materialval, tillverkningsteknik och en kostnadsanalys.
Syftet med produktutvecklingsdelen är att beskriva produktframtagningsprocessen och
utarbeta ett konkret förslag på ett koncept som kan ersätta eller komplettera den traditionella
ski stoppern. Metoderna som används i denna del är hämtade ur The Dechanical Design
Process(Ullman, 2010).
1.5 Disposition
I figur 1 beskrivs dispositionen av rapportens kommande avsnitt.
Teori:
Tillverkningsteknik
Material
Resultat del 1:
Förstudie
Resultat del 2:
Produktframtagning
Slutsats
Figur 1. Figuren visar rapportens disposition.
3
2 Teori
Teoridelen delas in i två delar, tillverkningsteknik respektive material. Syftet med teoridelen
är att ge läsaren grundläggande förståelse för aktuell tillverkningsteknik och material som
behandlas i resultatdelen.
2.1 Tillverkningsteknik
Tillverkningsdelen delas in i två delar, bearbetning av metaller respektive bearbetning av
plaster.
2.1.1
Bearbetning av metaller
Bearbetningen av metaller kan generellt delas in i fyra delar, plastisk formning, gjutning,
sintring och fogning. Vid plastisk formning sker en deformation som är bestående även vid
avlastning. Den plastiska bearbetningen kan bland annat delas in i varm- respektive
kallbearbetning. Se figur 2. Informationen i kommande avsnitt är hämtade urMaterials
Science and engineering (William D. Callister, 2011).
Bearbetning av metaller
Plastisk formning
Varmbearbetning
Gjutning
Sintring
Fogning
Kallbearbetning
Figur 2. Figuren visar olika bearbetningsmetoder.
Varmbearbetning
Varmbearbetning omfattar smidning, valsning och extrusion. Varmbearbetning utförs vid hög
temperatur, vilket medför att materialet har hög duktilitet (formbarhet), vilket möjliggör stora
deformationsändringar. Materialets flytspänning sjunker med den ökade temperaturen, något
som ger ett lägre kraftbehov vid bearbetningen.
Fördelar med varmbearbetning är följande:
• Lägre kraft
• Större deformationer
Nackdelarna med varmbearbetning är följande:
• Stort energibehov
• Sämre toleranser
• Sämre ytor
4
Kallbearbetning
Kallbearbetning omfattar smidning, valsning, dragning och plåtformning. Kallbearbetning
utförs vid en lägre temperatur där återhämtningsprocesserna för matrialen inte är lika
effektiva, vilket leder till deformationshårdnande. Deformationshårdnande bidrar till ett ökat
kraftbehov och större verktygsbelastningar. Kallbearbetning ger en begränsad formbarhet då
ökad hårdhet och minskad duktilitet ökar risken för brott och sprickbildning. Vid en fortsatt
deformation måste materialet avspänningsglödgas.
Fördelarna med kallbearbetning är följande:
• Fina ytor
• Höga toleranser
Nackdelarna med kallbearbetning är följande:
• Begränsad formbarhet
• Höga verktygsbelastningar
Smidning
Smidningen kan delas in i tre delar, räcksmidning, sänksmidning, kallsmidning.
• Räcksmidning
o Friformssmidning av stora ämnen (axlar) med hjälp av stora hydralpressar.
o Sker vid höga temperaturer över rekristallationstemperaturen.
• Sänksmidning
o Materialet formas mellan två sänken med hjälp av pressar.
o Sker med formar i flera steg, med materialöverskott (skägg).
• Kallsmidning
o Smidning i slutna verktyg, utan material överskott.
o Medför goda toleranser och fina ytor.
o Hög hållfasthet tack vare deformationshårdnande.
Valsning
Valsning kan ske både som varm- och kallbearbetning. Valsning bygger på att ett material
dras in mellan två valsar som på så sätt formar materialet.
•
•
Platta produkter
o Materialet dras in mellan två valsar med hjälp av friktionsspänningar i
kontaktytorna mellan valsen och materialet.
o Materialet förs fram och tillbaka genom valsen för att reducera tjockleken.
Stång, profiler och tråd
o Valsarna är försedda med spår.
o Spårserier används för att få korrekt slutform.
Extrusion
Extrusion sker genom att ett material pressas genom en formbestämmande matris.
•
•
Profiltillverkning
o Varmbearbetning.
o Balk- eller hålprofiler
Rör och stångtillverkning
o Sker vanligen med stål, koppar eller aluminium.
5
Dragning
Reducering av ett material sker genom dragning genom en ”dragskiva”. Dragning utförs alltid
som kallbearbetning.
•
•
Tråddragning
o Tråd ner till 0,01 mm kan dras.
Rördragning
o Reducering av väggtjocklek.
Plåtformning
Plåtformning sker alltid som kallbearbetning. Plåten pressas eller trycks för önskad profil.
•
•
•
•
•
2.1.2
Pressning
o Omformning av plana material till kupiga föremål.
Trycksvarvning
o Framställning av rotationssymetriska kärl.
Bockning
o Materialet formas genom ett böjande moment.
Klippning
o Sönderdelning av material.
Stansning
o Klippning mellan stans och dyna.
Bearbetning av plaster
Plastbearbetningsmetoderna kan delas in i fyra huvudgrupper. Dessa är gjutning,
strängsprutning, pressning, formsprutning. Informationen i kommande avsnitt är hämtade
urpdf:n Plastskolan (Krugloff, 1996)
Gjutning
Gjutning innebär att polymeren hettas upp till flytande form och hälls i öppna eller slutna
formar. Detta lämpar sig främst för mindre serier. Metoden används uteslutande för
härdplaster.
Strängsprutning
Strängsprutning eller extrudering som metoden även kallas, går ut på att man låter en
matarskruv tvinga fram polymeren under uppvärmning. Uppvärmningen gör polymeren mer
lätt flyttande. Smältan pressas genom ett munstycke där smältan sedan kyls ned och får sin
önskade form. Denna metod används främst vid tillverkning av slangar, rör och andra profiler.
Pressning
Pressning eller frompressning som metoden även kallas, går ut på att polymeren placeras
mellan en rörlig och fast formdel. Polymeren värms av formhalvorna, formen stängs och
polymeren flyter ut och fyller hålrummen. Polymeren härdas av värmen. Denna metod är
vanligast för härdplaster.
6
Formsprutning
Formsprutning går förenklat ut på att en smält polymer sprutas i en relativt kall form. När
polymeren stelnat delas formen och detaljen stöts ut. Denna metod används huvudsakligen för
termoplaster, men kan även modifieras för härdplaster. Utrustningen för denna metod är dyr
och lämpar sig främst för stora serier.
2.2 Material
Materialdelen delas in i två delar, polymerer och metaller.
2.2.1
Polymerer
Polymerer kan generellt delas in i de två huvudgrupperna plast och elaster. Elaster kan delas
in itermoelaster, syntet- och naturgummi.Plastgruppen har två undergrupper, härdplaster och
termoplaster. Se figur 3. Informationen i kommande avsnitt är hämtade urpdf:n Plastskolan
(Krugloff, 1996) ochMaterials Science and engineering(William D. Callister, 2011).
Polymerer
Plaster
Härdplaster
Termoplaster
Elaster
Termoelaster
Naturgummi
Syntetgummi
Figur 3. Figuren visar undergrupperna och förgreningarna från polymerer.
Plaster
Härdplaster
Härdplaster karakteriseras av att de hårdnar under inverkan av härdare. Härdplaster kan ej
upphettas på nytt för att omformas om de i ett tidigare skede har härdats. Härdplast kan delas
in i fem undergrupper.
•
•
•
•
•
Fenolplast, Fenolformaldehyd (PF), Bakelit
Aminoplast, Ureaformaldehyd (UF)
Esterplast, omättad polyester (UP)
Epoxiplast (EP)
Polyuretanplast (PUR)
Termoplaster
Termoplaster karakteriseras av att de under uppvärmning kan formas och att de kan omformas
på nytt under upphettning. Termoplaster representerar en stor undergrupp till plaster.
Idagsläget produceras det fler termoplaster än härdplaster. Termoplaster kan delas in de sex
vanligaste undergrupperna.
7
•
•
•
•
•
•
Polyamid (PA), Amidplast
Polyeten (PE), Etenplast
Polyetylentereflatat (PET)
Polypropen (PP), Propenplast
Polystyren (PS), Styrenplast
Polyvinylklorid (PVC), Vinylkloridplast
Elaster
Naturgummi
Naturgummi utvinns från bland annat gummiträdet, men även från andra växter. Naturgummit
vulkaniseras (tvärbindning) med svavel och får därmed sin elastiska egenskap. Naturgummi
är icke smältbart. Exempel på naturgummi är vinterdäck.
Syntetgummi
Syntetgummi är vad det låter som, ett syntetiskt framställt gummi. Syntetiskt gummi är ej
smältbart. Exempel på användningsområden för syntetiskt gummi är vanligen sommardäck
och vibrationsdämpare.
Termoelaster
Termoelaster även kallade termoplastisk elaster, är en grupp som egenskapsmässigt ligger
mellan plaster och elaster. Termoelaster har termoplasternas frihet vid härdning och elasternas
gummi egenskaper. Termoelaster är smältbara och återfinns bland annat i skosulor, handtag
och detaljer till knappsatser.
2.2.2
Metaller
Idag är metaller en förutsättning för nästan allt vi gör. De handlas på börsen, finns i
berggrunden, skapar grupper i det periodiska systemet och formar konstruktioner. Metaller är
grundämnen eller legeringar med metalliska egenskaper. Till gruppen metaller hör bland
annat järn, koppar, aluminium och guld. Informationen i kommande avsnitt är hämtade
urMaterials Science and engineering(William D. Callister, 2011).
Metallegering
Metallegeringar kan kategoriseras i två huvudgrupper, järn- kollegeringar och icke
järnlegeringar. Till icke järnlegeringar hör bland annat aluminium, titan, magnesium och guld.
Järn- kol legeringarna kan delas in i de två grupperna stållegeringar och gjutjärn. Till gjutjärn
hör till exempel äldre stekpannor.
Stållegeringar
Det finns många olika typer av stållegeringar. Vanliga legeringsämnen är nickel, krom och
kol. En ökad kolhalt bidrar till en ökad styrka tillföljd av minskad duktilitet samt ett högre
pris. För att korrosionsskydda stålet krävs en ytbehandling. Detta kan lösas med exempelvis
nickellegering.
8
3 Resultat
Resultatdelen delas in i två delar, förstudie och produktutveckling. I förstudien
identifierasbristernamed nuvarande produkt. Dessutom analyseras marknaden.
I produktutvecklingsdelen presenteras en ny produkt samt dess produktutvecklingsprocess.
3.1 Förstudie
För att förstå problematiken med den nuvarande ski stoppern är det viktigt att göra en
grundlig förstudie. I förstudien analyseras bristerna med den nuvarande ski stoppern med
hjälp av en konstruktionsanalys, kraftanalys, materialanalys, tillverkningstekniksanalys och
kostnadsanalys. Dessutom tillkommer även en marknadsanalys med intervjuer och en
enkätundersökning.Produkten som analyseras är en ski stopper från Salomons SP 120 serie.
3.1.1
Målgrupp
För att få genomslagskraft med en ny produkt krävs det att man når ut till dess rätta målgrupp.
Eftersom att förstudien ligger till grund för produktutvecklingsdelen är det viktigt i ett tidigt
skede bestämma målgrupp. Målgruppen är avanceradeskidåkare som använder sina skidor i
hopparken såväl som i pisten.
3.1.2
Konstruktion
Ski stoppern består av en basplatta, hälpedal, hävarmar och en fjäder. Konstruktionen är
relativt enkel. Bromsmekanismen bygger på två hävarmar i stål vars nedre del är beklädd i
plast se figur 6. Dessa fälls ut på var sida om skidan. Plasten på hävarmarna är skopformade
för att skapa stor friktion mot underlaget. Hävarmarna är kopplade till en fjäder, vars syfte är
att länka samman hälpedalen med hävarmarna se figur 7. Fjädern kan endast fjädra åt ett håll
och dess naturliga läge är när hävarmarna är utfällda i 65° vinkel från basplattan. När
hävarmarna befinner sig i det läget tar de upp den största kraftpåkänningen. Hälpedalen rör
sig i vertikalled och tillsammans med fjädern utlöser de när hävarmarna ska fällas ut. När
hälpedalen är nertryckt är hävarmarna uppfällda och när hälpedalen är uppe är hävarmarna
utfällda. Hälpedalen fixeras i sitt nedre läge med hjälp av pjäxan och den bakre delen på
bindningen. När åkaren trillar löser bindningen ut och pjäxanfrigörs från bindningens bakre
del. Hälpedalen rör sig uppåt i vertikalled och hävarmarna fälls ut för att på så sätt bromsa
skidan.I figur 4visa hävarmarna i uppfällt läge och i figur 5 visas hävarmarna i nedfällt läge.
Figur 4. Figuren visar en skida med bindningar, hävarmarna befinner sig i uppfällt läge.
9
65°
Figur 5. Figuren visar en skida med bindningar, hävarmarna befinner sig i nedfällt läge, 65°
vinkel från basplattan (ändlägesstopp).
Hälpedal
Basplatta
Hävarm
Bromsmekanism
Figur 6. Figuren visar de olika komponenterna som ski stoppern består av.
Fjäder
Figur 7. Figuren visar uppfästningen av fjädern i basplattan och hälpedalen.
Figur 8. Figuren visar en förstorad skiss på fjädern samt en del av hävarmen och
uppfästningen av fjädern.
10
3.1.3
Kraftanalys
Den största och mest påfrestande kraften på ski stoppern utgörs av åkarens tyngdkraft.
Kraftens kritiska inverkan uppstår om åkaren landar baklänges och faller framåt (med ryggen
ner mot backen). I det läget rör sig hälpedalen uppåt i vertikal riktning för att fälla ut
hävarmarna. Åkaren står rent tekniskt kvar på skidan med tårna och utgör tillsammans med
skidan en stor kraft nedåt. Detta sker samtidigt som skidan färdas ner för backen i fallinjens
riktning, vilket resulterar i det mest kritiska läget för ski stoppern. Momentet som tas upp av
ski stoppern uppstår när hävarmarna bromsas mot underlaget. Momentet som uppstår är för
stort och eftersom att fjädern endast kan fjädra åt ett håll knäcks fästet på ski stopperns
basplatta. Se utsatta krafter i figur 9.
m
v
M
0,11
0,10
F
F1
Figur 9. Figuren visar utsatta krafter och momentet.
11
F2
Uträkning
Belastningen som uppstår på hävarmarna vid inbromsning gäller endast vid kommande
förutsättningar:
Beräkningen utförs för att analysera kraften som uppstår på ski stopperns hävarmar och
uppfästning när en person faller framåt vid baklängeslandning. Se tidigare figur, figur 9.
Kraften på hävarmarna uppstår när hävarmarna tar i underlaget i syfte att bromsa
skidan.Tiden då en person står kvar på skidan efter att den bakre bindningen löst ut antogs till
1 sekund och hastigheten antogs till 16,67 m/s, vilket motsvarar cirka 60km/h. Åkarens vikt
antogs till 70 kg. Skidans vikt bortses ifrån då deni detta fall i förhållande till åkarens vikt är
obetydlig.Alfa vinkeln bestäms av ändlägesstoppet. De antagna värdena är uppskattade och
visar inte den maximalkraften, då både massan och hastigheten kan vara större än angivna
värden. Belastningen sker då skidan befinner sig horisontellt med underlaget. Om lutningen
på underlaget ökar ändras förutsättningarna. Kraftkomposanten F1 verkar längs med
hävarmarna och på så sätt utgör den inget större moment varken på hävarmarna eller
basplattan. I detta belastningsfall beräknas kraften och momentet med avseende på
kraftkomposanten F2, då brottet på ski stoppern vanligtvis sker parallellt med basplattans
framkant eller vinkelrät mot hävarmarna, vilket visas på sida 13, figur 10. Syftet med
belastningsfallet är att ge en referens för vad en ny förbättrad produkt ska jämföras mot.
v
a
F m a t
M l F
(Nyberg, 2003)
t
v
a
1s m
16,67
s
v 16,67
1
t
16,67
m 70 kg
l 0,11m
10
cos
11
24,6° 2
cos 1
sin m
s
Insatta värden ger:
F m a 70 16,67 1167 N F2 F cos β
1167 cos β
1061 N M F2 l 1061 0,11 117 Nm 12
3.1.4
Problem identifiering
I tidigare avsnitt identifierades specifika brister hos den traditionella ski stoppern.
Den nuvarande ski stoppern har två stora brister.
1. Konstruktionen är ej anpassad för att bromsa skidan då den färdas fritt baklänges.
Hävarmarnas utformning skapar stora moment, vilket slutligen resulterar i brott på
uppfästningen i basplattan eller på hävarmarna. De röda strecken i figur 10 illustrerar
var brotten sker.
2. På grund av hälpedalens utformning lämpar det sig ej attåkaren faller framåt. Detta
resulterar i att ski stoppern löser ut innan åkaren har lämnat skidan, något som medför
stora krafter nedåt, vilket resulterar i brott på uppfästningen i basplattan.
Figur 10. Figuren illustrerar var brotten sker på ski stoppern.
13
3.1.5
Material
Salomons produktionsavdelning ville inte lämna ut information om vilka material som
används i deras ski stopper. Istället undersöktes materialen med hjälp av Anders Eliasson,
universitetsadjutant på KTH i materiallära. Materialen återfanns i CES EduPack 2010
(Grantdesign, 2010).
Hävarmarna är tillverkade ikolstål som är legerat med nickel. Stålet består av cirka 0,3 – 0,4
procent kol. Nickelytan fungerar som ett korrosionsskydd men med tiden skavs det bort som i
kombination med fukt ger upphov till rost. Nickellegeringen fyller dessutom en kosmetisk
funktion, då den skapar en blank yta.Hävarmarnas nedersta del är plastbeklädd, med
termoplasten, polyamiden PA6, mer känt som nylon. Se figur 11. Även hälpedalen består av
PA6. Polyamider är kända för att vara hårda och tåliga med låg friktionskoefficient. Plasten är
svartfärgad för att bättre stå emot UV-strålning.Se figur 12.
Figur 11. Figuren visar hävarmarna.
Figur 12.Figuren visar hälpedalen.
14
3.1.6
Tillverkningsteknik
Salomons produktionsavdelning ville inte lämna ut information om hur de tillverkar sin ski
stopper. Istället undersöktes tillverkningstekniken med hjälp av Anders Eliasson,
universitetsadjutant på KTH i materiallära. Tillverkningstekniken återfanns för respektive
material i CES EduPack 2010 (Grantdesign, 2010).
Hävarmarna är kallbearbetad stål som bockats för att få dess rätta form. Kallbearbetning
medför att stålet deformationshårdnar.Deformationshårdning fungerar som en form av
härdning. Kallbearbetning skapar därför stryktåliga och hårda stål. Polyamiden är
formsprutad. Formsprutning medför höga toleranser samt högytfinhet.
3.1.7
Kostnadsanalys
I kostnadsanalysen används 1-3-9 metoden (Ullman, 2010).1-3-9 metoden fungerar som en
”tumregel” och är inte alltid realistisk i praktiken, då de tillkommer många andra kostnader.
Kostnadsanalysen avser endast direkta kostnader, material och tillverkning, ej allokerade
kostnader som exempelvis maskiner och formar. Metoden innebär att:För att beräkna
inköpskostanden av material multipliceras materialkostanden med ett. För att beräkna
tillverkningskostnad multipliceras inköpskostnaden av material med tre. För att beräkna
försäljningspriset multipliceras inköpskostnaden av material med nio. Se Bilaga 1. Volymen
för komponenterna beräknades i SolidEdge(Siemens, 2011). Pris per kg återfanns i CES
EduPack 2010 (Grantdesign, 2010).
3.1.8
Enkätundersökning
Det var viktigt att rätt målgrupp svarade på enkäten och att många svarade på den. Därför
lades enkäten ut på ett Skandinaviens största allmänna skidforum www.freeride.se med
150 000 unika besökare varje månad (www.freeride.se). Målet med enkäten var att undersöka
hur konsumentmarknaden ser på den traditionella ski stoppern. Enkäten skapades som en
Google docs funktion (Google, 2011). I början av enkäten frågades användarna om de hoppar
med skidor och ser på sig själva som avancerade skidåkare. Användarna slussades vidare
utefter vad de hade svarat på tidigare frågor och på så sätt säkrades det att rätt målgrupp
svarade på frågorna angående den traditionella ski stoppern. 100 personer medverkade i
undersökningen.
På frågan hur nöjda/missnöjda de var med sin nuvarande ski stopper svarade 13 procent att de
var mycket missnöjda, 21 procent var missnöjda, 29 procent var likgiltiga inför frågan, 20
procent var nöjda och 17 procent var mycket nöjda.
Se bilaga 2.
På frågan varför de var missnöjda med sin nuvarande ski stoppern svarade 63 procent att den
går sönder, 24 procent att den inte bromsar skidan och 13 procent svarade att den är för tung.
Se bilaga 3.
15
3.1.9
Intervjuer
Målet med intervjuerna var att undersöka de professionella skidåkarnas syn på den
traditionella ski stoppern och hur de skulle ställa sig till ett eventuellt nytt alternativ till denna.
Intervjuerna utfördes över email och telefon.
Intervjuerna visar att de två professionella skidåkarna som intervjuades upplevde att den
traditionella ski stoppern inte fungerar som den ska i alla situationer. Dessutom visar de på att
det finns ett intresse av ett nytt alternativ till denna. Se bilaga 4.
16
3.2 Produktutveckling
Detta avsnitt visar resultatet av en produktutvecklingsprocess som bygger på grundläggande
förstudierdär
brister
hosden
traditionella
ski
stoppern
identifierats.
Produktutvecklingsprocessen resulterar slutligen i en ny produkt, vars syfte är att ersätta eller
komplettera den föregående produkten.
3.2.1
Kravspecifikation
En kravspecifikation togs fram utifrån förstudien och egna erfarenheter. Kravspecifikationen
delades in i tre olika kategorier, funktionella, begränsade och övriga kriterier. De tre
kategorierna delades in i krav och önskemål.
Funktionella kriterier
Krav
•
•
•
•
Produkten ska bromsa skidan.
Produkten ska klara av stora kraft- och momentpåfrestningar.
Produkten ska klara av köldpåfrestningar.
Produkten ska vara kompatibel med baklängeslandningar.
Önskemål
• Produkten ska ha en ”bärfunktion” för att fästa ihop skidorna så att skidorna kan bäras
på axeln.
Begränsade kriterier
Krav
•
•
•
•
Produkten ska ha standardmått och passa alla skidbindningar
Produkten ska ha låg vikt.
Produkten ska passa på alla skidor oavsett midjemått.
Produktens bredd ska inte hämma användaren.
Övriga kriterier
Krav
•
Produkten ska ha en attraktivutformning för att tilltala användaren.
17
3.2.2
Konceptgenerering
Efter att ha konkretiserat problematiken med nuvarande ski stopper, så togs tre nya koncept
fram.
Koncept 1 Fjäderkonstruktion
Eftersom att den traditionella ski stopperns konstruktion är uppspänd med en fjäder som
endast kan fjädra åt ett håll är ett alternativ att använda sig av en fjäder som kan fjädra åt båda
hållen. Dock så hämmas hälpedalens rörelse av bindningens bakre del som fäster pjäxan i
skidan. Detta bidrar till att hälpedalen inte kan röra sig fritt i horisontell riktning, vilket den
bör kunna. Detta skulle eventuellt kunna lösas med att hälpedalen flyttas fram. Figur 13 visar
hälpedalen och hävarmarna och hur hävarmarna med en ny typ av fjäder ska kunna röra sig i
åt båda hållen, streckade hävarmar illustrerar hur hävarmarna ska röra sig.
Figur 13. Figuren visar hälpedalen samthävarmarna och deras rörelsemönster.
Koncept 2 Förlängd hälpedal
Ett av problemen som uppstår med nuvarande ski stopper är att hävarmarna fälls ut för tidigt
om åkaren faller framåt. Hälpedalens vertikala rörelse styr hävarmarna och utlöser på så sätt
att hävarmarna fälls ut. Om åkaren faller framåt (med ryggen ned mot fallriktningen) vid en
baklängeslandning rör sig hälpedalen uppåt och löser därmed ut hävarmarna. Problemet är att
åkaren rent tekniskt står kvar på skidan med tårna och utgör en stor belastning. Hävarmarnas
konstruktion är inte byggd för att klara kraften och momentet som uppstår. Detta skulle kunna
lösas med att hälpedalen förlängs, vilket resulterar i att åkaren helt måste ha lämnat skidan
innan hävarmarna fälls ut.Se figur 14.
Figur 14. Figuren visar den förlängda hälpedalen.
18
Koncept 3 Elastiska stålplattor
Det tredje konceptet är ingen vidareutveckling av en tidigare produkt, vilket de ovan nämnda
varit. Koncept 3 bygger på en basplatta med utfrästa spår. Basplattans långsidor är vinklade i
45 grader inåt för att inte ta i underlaget när bindningen är outlöst. I basplattans spår vilar en
stålcylinder. Stålcylindern är kopplad till en fjäder som i sin tur är kopplad till
hälpedalen.Detta syns i figur 15. Stålcylinderns ändar är kopplade till de främre kortsidorna
på två elastiska stålplattor. Stålplattornas bakre ände är kopplad till den bakre långsidan av
basplattan. När cylindern rör sig horisontellt längs spåren se figur 16, rör sig de elastiska
stålplattorna utåt och neråt i en 45 gradig vinkel se figur 17 samt figur 18. Stålplattorna är
klädda med gummi för att skapa friktion mot underlaget.
Hälpedal
Stålcylinder
Fjäder
Figur 15. Figuren är från sidan och visar hälpedalen sammankopplad med fjädern och
stålcylindern.
4
1
1. Stålcylinder
2. Basplatta
2
3. Elastisk stålplatta
4. Fjädern
Figur 16.Figuren visar basplattan, fjädern,elastiska stålplattorna samt stålcylindern och dess
rörelsemönster.
3
19
2
1. Stålcylinder
2. Basplatta
3. Elastisk stålplatta
1
3
Figur 17.Figuren visar basplattan, stålcylindern samt hur de elastiska stålplattorna rör sig
utåt i en 45 gradig vinkel nedåt.
Hälpedal
Basplatta
Elastisk stålplatta
Figur 18. Figuren är fram ifrån och visar basplattan, hälpedalen och de elastiska
stålplattorna i utfällt läge.
20
3.2.3
Konceptval
För att vikta de olika koncepten mot varandra används en Pugh matris (Ullman, 2010). Detta
är en bra metod för att få en överblick av de olika konceptens för- och nackdelar. Som
referens används nuvarande ski stopper. Ett plus betyder att konceptet är bättre än
referenskonceptet, ett minus innebär att den är sämre än referenskonceptet och en nolla
innebär att den är lika bra som referenskonceptet. Tecknet inklusive viktningen multipliceras
och summeras, vilket resulterar i ett total. Viktningen har tagits fram utifrån egna
erfarenheter.I Pugh matrisen behöver inte nödvändigtvis den med högst totalpoäng vara den
mest lämpade produkten.
Koncept 1: Fjäderkonstruktion
Koncept 2: Förlängd hälpedal
Koncept 3: Elastiska stålplattor
Pugh matris
Kriterium Viktning
Fjäderkonstruktion
Kraft- och
momentpåfrestningar
Köldpåfrestningar
Baklänges
landningskompatibel
Standardmått
Låg vikt
Låg produktionskostnad
Hämmar ej övriga funktioner
Bromsar skidan
Liten
Totalt
Förlängd
hälpedal
Elastiska
stålplattor
10
0
0
+
9
15
0
+
0
+
0
+
9
7
7
20
16
7
100
0
0
0
0
0
-5
0
0
0
0
0
8
0
+
11
Referens
0
Tabell 1.Tabellen visar Pugh matrisen.
Koncept 2 och koncept 3 gav störst total. Dessa koncept tas med i produktutvecklingen till
nästa steg.
3.2.4
Konceptutveckling
Kombinationen av koncept 2 och koncept 3 kan kombineras och skapa en gemensam produkt.
Koncept 3:s brister ersätts av koncept 2:s styrkor och vise versa. Den nya produkten kommer
att utgå från den traditionella ski stoppern för att behålla dess standardmått. Tanken är att
produkten ska fungera som ett komplement eller helt ersätta den gamla ski stoppern.
21
3.2.5
Konstruktion
Konstruktionen är en utveckling av den traditionella ski stoppern. Från koncept 1 används den
förlängda hälpedalen för att undvika att ski stoppern löser ut för tidigt och från koncept 3
används de gummitäckta stålplattornas form för att behålla baklänges kompabiliteten.
Hävarmarnas utformning och fjäderkonstruktionen ser likadan ut som de gör i den
traditionella ski stoppern. Den förra korta hälpedalen ersätts av en längre hälpedal. Plasten
längst ner på hävarmarna ersätts med gummiliknande halvcirkelskivor. Dessaförborras med
hål där hävarmarna fästs. Undersidan på halvcirklarna förses med räfflor för att skapa stor
friktion mot ojämn snö. Halvcirkelskivorna ser i princip likadana ut fram- och baktill för att
bromsfunktionen ska fungera när skidan färdas fritt baklängesoch framlänges.
Halvcirkelskivornahar hålöppningar för att fjädra om kraften blir för stor. Figur 19 visar den
nya produkten i uppfällt läge och figur 20 i nedfällt läge. Cad-modellerna är skapade i
SolidEdge (Siemens, 2011). Modellen renderades även i SolidEdge. Modellen avser skida och
ski stopper.
Figur 19.Figuren visar den nya ski stoppern i uppfällt läge.
Figur 20. Figuren visar den nya ski stoppern i nedfällt läge.
22
3.2.6
Materialval
Målet med materialvalet är att produkten ska tas i produktion av ett bindningsföretag utan att
de ska behöva investera i nya tillverkningsmetoder. Därför valdes material som kan tillverkas
i bindningsföretagens redan befintliga maskiner. Dessutom ska materialen vara
återvinningsbara. Produkten ska inte bara stå emot inre krafter, spänningar, drag och tryck
som uppstår vid användandet av den. Den skall dessutom klara av väder påfrestningar som
exempelvis köld. Därför är det viktigt att ta alla faktorer i beaktande. Informationen om
material är hämtade ur CES EduPack (Grantdesign, 2010).
Hälpedalen och basplattan
Den förlängda hälpedalen och basplattan konstrueras av polyamiden, PA6. Längden på
hälpedalen kommer att variera beroende på avståndet mellan den främre delen på bindningen
och den bakre delen. PA6 går att få väldigt stryktåligt och styvt, vilket är de egenskaper som
krävs. PA6 är en termoplast och därför återvinningsbart. Färgen på polyamiden är svart för att
stå emot UV-strålning.Figur 21visar hälpedalen och figur 22 visar basplattan.
Figur 21. Figuren visar den förlängda hälpedalen.
Figur 22. Figuren visar basplattan.
23
Bromsmekanismen
Den halvcirkulära bromsmekanismen konstrueras av termoelasten Etylen-Vinyl-Acetat, även
kallad EVA. Plasten byggs runt polyethylene. Samma plast är vanligt förekommande i
skosulor. Materialet är elastiskt. När materialet pressas samman av en kraft trycks den ihop
och när den inte längre belastas återgår den till sin ursprungliga form, vilket är en viktig
egenskap. Materialet är UV resistent.Ethylene-Vinyl-Acetate är återvinningsbart. Figur 23
visar bromsmekanismen. Bromsmekanismen förses med ett hål på 4 mm där hävarmarna
limmas fast.
Figur 23. Figuren visar den elastiska bromsmekanismen.
Hävarmen
Hävarmen konstrueras av stål. Stålet har en kolhalt på cirka 0,3 – 0,4 procent, vilket ger stålet
sega egenskaper. Stålet legeras med nickel för att få korrasionsskyddande egenskaper. Stålet
är återvinningsbart. Figur 24 visar hävarmarna.
Figur 24. Figuren visar hävarmarna.
24
3.2.7
Tillverkningsteknik
Tillverkningsmetoderna väljs utifrån att produkten ska tas i produktion av ett
bindningsföretag utan att de ska behöva investera i nya tillverkningsmetoder.
Tillverkningsmetoderna är hämtade ur Materials Science and engineering (William D.
Callister, 2011) och CES EduPack 2010 (Grantdesign, 2010).
Hälpedalen och basplattan kommer att formsprutas med termoplasten PA6.
Bromsmekanismen kommer också att formsprutas, men med termoelasten Etylen-VinylAcetat. Eftersom att produkten ska serietillverkas är det lönsammast med formsprutning, då
formarna kan återanvändas, vilket ökar den möjliga automatiseringsgraden. Dessutom medför
formsprutning en hög noggrannhet på detaljerna.
Hävarmen köps in som en tråd med diametern 4mm. Stålet kallbearbetas när det bockas i
syfte att deformationshärdas efteratt rätt profil och hårdhet är uppnådd. Kallbearbetningen
medför höga toleranser och fina ytor. Dock är belastningen på verktygen större vid
kallbearbetning, men på grund av cylinderns tunna tjocklek är belastningen relativt liten.
3.2.8
Krafter
Kraftanalysen blir väldigt invecklad på grund av bromsmekanismen elasticitet och
utformning. Därför har inte momentet beräknats. Denna analys visar att den stora skillnaden
är att tyngdkraften.I detta fall beror tyngdkraften endast av skidans vikt, jämfört med tidigare
analys. Se sida 12. En minskning av massan är direkt proportionell mot kraften (Nyberg,
2003).
Krafterna visas nedan i figur 25.En deformationsanalys av bromsmekanismen utarbetades i
tilläggsprogrammet ANSYS (ANSYS, 2011). Geometrin på bromsmekanismen är anpassad
efter kraftpåfrestningen samt för att inte hämma åkaren. Geometrin visas i figur 26.
Deformationsanalysen visas i figur 27.Förutsättningarna för deformationsanalysen är att
bromsmekanismen utsätts för en vinkelrät konstant kraft på 50,01 N, geometrin är enligt figur
26 och att materialet är den samma som beskrivs i tidigare avsnitt, materialval.
m
v
F
Figur 25. Figuren visar den nya konstruktionen med utsatta krafter och massan.
Uträkning
t 1s m
v 16,67 s
m 3 kg v 16,67
a
16,67m/s
t
1
F m a 3 16,67 50,01N
25
Figur 26. Figuren visar ritningar med utsatta mått på bromsmekanismen.
Figur 27. Figuren visar att deformationenpå bromsmekanismen 7,6 10
för kraften 50,01 N.
26
när den utsätts
3.2.9
Kostnadsanalys
Kostnadsanalysen omfattar inköpskostnad, tillverkningskostnad och försäljningspris. Metoden
heter 1-3-9 metoden (Ullman, 2010). Volymen för komponenterna beräknades i SolidEdge
(Siemens, 2011). Pris per kg återfanns i CES EduPack 2010 (Grantdesign, 2010).
Kostnadsanalysen avser endast direkta kostnader, material och tillverkning, ej allokerade
kostnader som exempelvis maskiner och formar. Materialkostnaden vid inköp är cirka SEK 2
och tillverkningskostnaden är cirka SEK 6. Försäljningspriset från fabrik till importör är cirka
SEK 18.Den nya produkten är cirka 79 procent dyrare i producentledet jämfört existerande
produkt. Se bilaga 5. Jämför att priset för en avancerad skida är cirka dubbelt så dyr som en
”normal” skida, SEK 10000 mot SEK 5000, i konsumentledet.
Kostnaden för en uppsättning nya formar för en detalj vid formsprutning pendlar mellan SEK
10000 upp till SEKflera miljonerberoende på dess ytfinish.(Krugloff, 1996)
27
4 Slutsats
Resultatet av konstruktions- och kraftanalysen tyder på att den traditionella ski stoppern inte
är anpassad för att bromsa skidan när bindningen löst ut vid baklängeslandningar. Det
upptäcktes flera brister i dess utformning av hälpedal samt bromsmekanism.
Majoriteten av de som svarade på enkäten upplevde att nuvarande ski stopper har
brister.Intervjuerna visade på att nuvarande ski stopper har brister när det gäller tillförlitlighet
och funktion. Mycket tyder därför på att det borde finnas en marknad för en ny typ av ski
stopper.
Pugh matrisen utmynnade i en vidareutveckling av två koncept. Dessa kombinerades och
tillsammans skapades en ny produkt som uppfyllde kravspecifikationenssamtliga punkter,
bortsett från ”bärfunktionen”. Detta utvecklas och tas upp i diskussionen.
Materialen som används i den nya produkten är anpassade förfunktionalitet samt låg kostnad.
Avsikten är att den nya produkten ska tas i produktion hos en bindningstillverkare med redan
befintliga tillverkningsmetoder. Därför valdes återvinningsbara plaster som kunde
formsprutas och stål som kunde kallbearbetas och bockas
Kostnadsanalyserna visar att den nya produkten är 79 procent dyrare i producentledet jämfört
med existerande produkt. Jämför att priset för en avancerad skida är cirka dubbelt så dyr som
en ”normal” skida, SEK 10000 mot SEK 5000, i konsumentledet och att ski stoppern svarar
för en mycket liten del av kostnaden för en komplett skidbindning. Detta borde tala för att
avancerade skidåkare är beredda att betala merkostnaden för att få en funktionell ski stopper
för deras behov. Slutsatsen är att det borde finnas en marknad för denna typ av ny ski stopper.
5 Diskussion
Tyvärr var det svårt att få svar från olika bindningstillverkare angående tillverkningsmetoder
samt materialval för deras ski stoppers. Den enda responsen var från Salomon som inte ville
lämna ut information på grund av sekretess. Därför analyserades ski stopperns material samt
tillverkning med hjälp av materialmärkningar på befintliga komponenter samt denkunskap
som Anders Eliassonbesitter. Den nya produktens materialval bygger på att mina analyser av
den traditionella ski stopperns material är korrekt, då syftet med den nya produkten är att den
ska tas i produktion av en bindningstillverkare utan att medföra större investeringskostnader,
bortsett från formar.
För att anse att frågeenkätens resultat är relevantaförutsätts att samtliga medverkande
använder sin utrustning på rätt sätt. Exempelvis att förspänningen och fjäderspänningen på
bindningarna är anpassad efter åkstil och vikt.
Kostnadsanalysen avser endast direkta kostnader, material och tillverkning och ej allokerade
kostnader som exempelvis maskiner och formar. Syftet är som tidigare nämnt att produkten
ska tas i produktion av ett bindningsföretag utan att medföra större investeringskostnader.
Detta är skälet till att kostnadsanalysen inte omfattar maskiner och formar. Hur realistisk
kostnadsanalyserna är ligger inte i intresset då syftet med dem är att visa på ett förhållande
mellan produkterna.
28
Patent på tidigare ski stoppers har inte undersökts, då syftet med uppsatsen inte var att ta fram
en ny produkt som ska patenteras.
5.1 Förslag till vidareutveckling av produkten
Då hälpedalens längd kommer att variera i förhållande till avståndet mellan främre och bakre
bindningen måste den eventuellt förstärkas med en stålskena undertill vid ett större avstånd
för att undvika brott på hälpedalen.
Bromsmekanismen måste eventuellt stabiliseras med polyamid. Detta berör främst den övre
delen runt 4mm hålet. Se figur 28.
En bär- och uppfästningsfunktion av skidorna var ett önskemål i kravspecifikationen. Detta
skulle eventuellt kunna lösas med magneter eller med de traditionella uppfästningsbanden
som redan finns. Uppfästningsbanden fås med vid köp av nya skidor.
Figur 28. Figuren visar bromsmekanismen med en röd ring runt 4mm hålet.
29
Referenser
ANSYS, I. (2011). ANSYS. Hämtat från http://www.ansys.com/ 2011
ESPN. (2011). ESPN. Hämtat från http://espn.go.com/action/blog?sport=xgames 2011
Freeride. (2011). Hämtat från http://www.freeride.se 2011.
Google. (2011). google. Hämtat från www.google.com 2011
Grantdesign. (2010). Grantdesign. Hämtat från
http://www.grantadesign.com/education/2010webinar.htm 2011
Krugloff, O. (1996). PLASTFORUM Nr 11. PLASTFORUM Nr 11 , 59.
Nyberg, C. (2003). Mekanik Grundkurs. Stockholm: Liber AB, ISBN 978-91-47-05167-0.
Salomon. (2010). Salomonfreeski. Hämtat från http://www.salomonfreeski.com/se/freeskitv/season-01-episode-03.html 2011
Siemens. (2011). Siemens. Hämtat från
http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/velocity/solidedge/index.shtml 2011
Skiinghistory. (2002). Hämtat från http://www.skiinghistory.org/releasebindings.html 2011
Ullman, D. G. (2010). The Mechanical Design Process. New York: McGraw-Hill Education,
ISBN 978-007-126796-0.
William D. Callister, e. a. (2011). Materials Science and engineering. NJ: John Wiley &
Sons, ISBN 978-0-470-50586-1.
30
Bilaga 1 Kostnadsanalys för den traditionella ski stoppern
Material PA6 Nickel Stål Komponent Basplatta Hälpedal Hävarm SEK/kg Densitet kg/
Volym ( ) 25,9 1,14 10
192 8,50 10 (0,5% av hävarmens
6,06 7,90 10
3,20 10
)1,75 10
3,50 10
Volym ( ) 2,06 10 1,04 10 3,50 10 Bromsmekanism 1,03 10
31
Antal kg Inköp (SEK) Tillverkning (SEK) Försäljningspris (SEK) 0,0365142 0,94571778
2,83715334
8,51146002 0,00014875
0,02856
0,08568
0,25704 0,02765
0,167559
0,502677
1,508031 Total (SEK) 1,14
3,43
10,28 Bilaga 2 Frågeenkät - Hur nöjd/missnöjd är du med din
nuvarande ski stopper?
Hur nöjd/missnöjd är du med din nuvarande ski stopper?
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Mycket missnöjd
Missnöjd
Likgiltig
Nöjd
Mycket nöjd
Svarsalternativ
Procentuell andel av 100 personers medverkande varav 100 svarande.
32
Bilaga 3 Frågeenkät - Varför är du missnöjd med din ski
stopper?
Varför är du missnöjd med din ski stopper?
70,0%
60,0%
50,0%
40,0%
30,0%
20,0%
10,0%
0,0%
Den går sönder
Bromsar inte skidan
För tung
Svarsalternativ
Procentuell andel av 57 personers svar (63 personer medverkade).
33
Bilaga 4 Intervjuer
Namn: Adam Widén
Ålder: 24 år
Antal år som professionell skidåkare: 2 år
Har du haft kontakt med någon skid/bindnings tillverkare för att hjälpa till att utveckla deras
skidor eller bindningar? Om ja, vilket märke?
Adam:Varit i kontakt med Elan för att utveckla deras skidor inte bindningar.
Du som har en närmre kontakt med branschen, har du sett någon utveckling eller utvecklings
försök av ski stoppern? Hur går snacket?
Adams: Inget snack om ski stoppern, verkar som folk inte tänkt på att den går att utveckla.
Har du haft problem med din ski stopper vid exempelvis baklängeslandningar? Om ja vad har
hänt?
Adam:Inte haft några problem senaste tiden med mina stoppers.
Då jag åkte förr åkte på Elan och Tyrolia bindningar hade jag stora problem med att stoppers
gick sönder. Metall delen kunde gå av och även hela stoppern kunde lossna.
Skulle du uppskatta om det fanns ett alternativ på marknaden till den traditionella ski stopper
som var mer kompatibel med ex baklängeslandningar och dylikt?
Adam:Om du har ett alternativ så skulle det vara kul att se.
Namn: Niklas Kull
Ålder: 25 år
Antal år som professionell skidåkare: 4
Har du haft kontakt med någon skid/bindnings tillverkare för att hjälpa till att utveckla deras
skidor eller bindningar? Om ja, vilket märke?
Niklas: Elan (skidor) i mindre utsträckning.
Du som har en närmre kontakt med branschen, har du sett någon utveckling eller utvecklings
försök av ski stoppern? Hur går snacket?
Niklas: Det har varit en del snack om bredden på skistoppers och jag har även upplevt
problem med att de har dålig passning på skidorna. Dock har jag inte sett eller hört något om
att man utvecklar skistoppers som är gjorda för baklängeslandningar. Det som ofta varierar
lite är plastbiten som sitter i längst ner på ski stopperserna.
Har du haft problem med din ski stopper vid exempelvis baklängeslandningar? Om ja vad har
hänt?
34
Niklas: Jag har haft stora problem, många gånger. I otaliga fall har mina ski stopper böjts vid
baklängeslandningar och ofta går de även av. Ett problem är att de är relativt sköra i
konstruktionen vilket gör att dess funktion inte längre fungerar då de har böjts. Jag har
upplevt flera gånger att ski stoppers som har fått skador inte "fälls ut" då jag tappat skidan,
vilket resulterat i att skidan sticker ner för berget, något som potentiellt kan bli en mycket
farlig situation.
Skulle du uppskatta om det fanns ett alternativ på marknaden till den traditionella ski stopper
som var mer kompatibel med ex baklängeslandningar och dylikt?
Niklas: Jag skulle absolut uppskatta det och jag är helt säker på att det finns en plats för det på
marknaden om man kan komma på ett riktigt bra koncept. Konceptet hade gått bra ihop med
den nu mera stora twintip marknaden.
35
Bilaga 5 Kostnadsanalys för den nya ski stoppern
Material PA6 EVA Nickel SEK/kg Stål Densitet kg/ Volym ( ) 25,9 1,14 10
14,3 9,95 10
192 8,50 10
(0,5% av hävarmens
6,06 7,90 10
5,10 10
2,40 10
)1,75 10
3,50 10
Antal kg Inköp (SEK) Tillverkning (SEK) Försäljningspris (SEK) 0,05814
1,505826
4,517478
13,552434 0,02388
0,341484
1,024452
3,073356 0,00014875
0,02856
0,08568
0,25704 0,02765
Total (SEK) Komponent Basplatta Hälpedal Hävarm 0,167559
0,502677
1,508031 2,04
6,13
18,39 Volym ( ) 2,06 10 3,04 10 3,50 10 Bromsmekanism 2,40 10
Jämförelse av materialkostnad och därmed produktionskostnaden, traditionell ski stopper mot ny ski stopper.
2,04
0,9
1,14
1,14
0,9 79%
36