Innym ważnym elementem w sportach wodnych jest wykorzystanie produktów wypornościowy, które znajdują zastosowanie w nauce pływania, treningach, rehabilitacji oraz asekuracji i ratownictwie.
Podstawowe rozwiązania opierają się na różnicy gęstości samego materiału w stosunku do wody. Różnica ta wynika najczęściej z występujących zamkniętych struktur porowatych, które dzięki zamkniętemu w nich gazowi zmniejszają gęstość pozorną materiału. Zmiany projektowe mogą pozwolić na uzyskanie stabilniejszych produktów wypornościowych o dodatkowych cechach, które zwiększałyby osiągi w sporcie zawodowym.
Idea zaprojektowania produktu w taki sposób, aby jego wnętrze było puste, a jednocześnie w pełni odizolowane od wody samo w sobie nie jest rozwiązaniem nowym (pływaki hydroplanu, konstrukcja łodzi podwodnych), jednak jego implementacja do stosunkowo małej skali wymaga innego podejścia materiałowego. Stosunkowo mała objętość produktów wypornościowych jest wskazana ze względu na stawiane opory ruchu w wodzie, które doprowadziłyby do drastycznego pogorszenia wyników. Dodatkowo, zastosowanie materiałów i niskiej gęstości, ale też mniejszej wytrzymałości niż wymienione wyżej elementy wypornościowe stosowane w większej skali, wymaga zastosowania przestrzeni częściowo jedynie pustej i wzmocnionej za pomocą wsporników wewnętrznych.
Najbardziej optymalnym wypełnieniem jest konstrukcja plastra miodu. Pochodzący z natury kształt zapewnia maksymalne wykorzystanie przestrzeni, przy jednoczesnym optymalnym wzmocnieniu struktury produktu. Od strony projektowej rozważane są trzy drogi rozwoju produktu opartego na tym rozwiązaniu geometrycznym.
Wariant o podwyższonej wytrzymałości udarnościowej i trybologicznej opiera się na zastosowaniu wewnętrznej heksagonalnej przestrzennej siatki, wykonanej z duroplastycznej, porowatej pianki, która od góry i dołu zamknięta byłaby płytami termoplastycznego tworzyw sztucznego o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Jako porowatą piankę proponuje się zastosowanie spienionych systemów bazujących na kopolimerze etylenu i octanu winylu. (EVA). Jako warstwę zewnętrzną proponuje się trójwarstwowe płyty polistyrenowe: HIPS-spieniony PS-HIPS). Rozwiązanie tego rodzaju zapewni najlepsze właściwości mechaniczne pod względem trwałości, ale także zapewni wysoką sztywność i stabilność całej konstrukcji przy niskiej masie.
Wariant o niższych kosztach produkcyjnych, ale podobnym zastosowaniu, stanowi konstrukcja, w której rdzeń w postaci heksagonalnej siatki wykonany jest z bezpiecznej pianki poliuretanowej (PUR) o wysokim stopniu usztywnienia. Zamknięciem takiej konstrukcji mogłoby być tworzywo będące kopolimerem styrenu i akrylonitrylu (SAN), które przy stosunkowo niskiej cenie oferuje dobre właściwości mechaniczne i chemiczne, pozwalające mu konkurować ze stosowanym powszechnie tworzywem ABS.
Trzeci proponowany wariant posiada nieco inne cechy użytkowe, ponieważ jest tworem o zwiększonej elastyczności. W tym przypadku do konstrukcji heksagonalnej siatki rdzenia zastosowanie ma pianka EVA lub elastyczna pianka PUR o zredukowanym stopniu usieciowania. Konieczne jest w tym przypadku znaczne zredukowanie średnicy heksagonów. Na tak przygotowany rdzeń możliwa jest aplikacja chemoutwardzalnego systemu dwuskładnikowego polimocznikowego (takiego jak przykładowo system Schomburg Gepotech 11/22). Dzięki zastosowaniu dwóch układów duroplastycznych otrzymuje się co prawda system o mniejszej stabilności, ale za to o większej możliwości dopasowania do ciała, co ma znaczenie zarówno w nauce pływania, rehabilitacji oraz specyficznych rodzajach treningu, gdy element wypornościowy przytrzymywany jest przykładowo nogami. Zastosowanie wspomnianej powłoki polimocznikowej zapewnia dużą odporność na ścieranie i czynniki chemiczna, ale jest całkowicie bezpieczny w stosowaniu w środowisku wodnym do tego stopnia, że został dopuszczony do użytkowania w kontakcie z wodą pitną.
dr hab. Andrzej Swinarew prof. UŚ
Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk Ścisłych i Technicznych, Akademia Wychowania Fizycznego im. J. Kukuczki w Katowicach. Kierownik grupy badawczej TWAIN.
