Im Rahmen des H2020-Projekts Smart-2Go hat ein Team von MATERIALS, dem Institut für Sensorik, Photonik und Fertigungstechnologien, die bereits patentierte PyzoFlex®-Technologie für die Anwendung auf Alpinskiern modifiziert. Entwickelt und getestet wurden diese Skier in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Partnern, darunter auch ATOMIC, Varta Microinnovation oder VTT. Die Tests fanden in Kooperation mit Salzburg Research direkt auf Pisten in Österreich statt. „Ziel des Projekts war, Daten über die Performance der Fahrerin oder des Fahrers sowie über das Material zu generieren“, berichtet Andreas Tschepp, Projektleiter seitens JOANNEUM RESEARCH. „In den Testläufen haben wir das Ziel erreicht und hochwertige Daten erhalten.“ Der smarte Ski ist mit einem energieautarken Sensorsystem ausgestattet, das Vibrationen beim Skifahren aufzeichnet und diese Daten drahtlos überträgt. So entsteht ein hervorragendes Feedback über das Verhalten des Skis.
PyzoFlex® basiert auf Sensoren aus speziellen Polymeren, die in Geometrie und Größe an die jeweilige Anwendung angepasst und mittels kostengünstigen Siebdruckverfahren großflächig auf Folien aufgebracht werden. Der Name PyzoFlex® leitet sich aus den Kerneigenschaften dieser innovativen Sensorik ab, denn diese erfasst sowohl dynamische Temperatur- (pyroelektrisch) und Druckänderungen (piezoelektrisch) als auch Schwingungen effizient, einfach und hochpräzise. Durch Folien als Trägermaterial besitzen die Sensoren zudem eine hohe Flexibilität und können dadurch auf unterschiedlichste, auch gekrümmte Oberflächen aufgebracht werden. „Darüber hinaus lässt sich durch die verwendeten Polymere ein höchst energieeffizientes System realisieren, das sogar für Energiegewinnung, also Energy Harvesting, genutzt werden kann“, erklärt Gregor Scheipl, Produktverantwortlicher für PyzoFlex®.
Wie funktioniert das?
Die gedruckten piezoelektrischen Sensoren vermessen Flexibilität und Vibration wie zum Beispiel die Schwunglinie, die Schwungwechselpunkte (TSP) oder die Laufruhe des Skis auf der Piste. Das Sensorsystem, das direkt auf den Ski aufgebracht wird, nimmt die Daten auf, nimmt die Signale auf, verarbeitet und speichert sie oder sendet drahtlos einen Livestream. Selbst die Stromversorgung kommt direkt aus dem Ski: Mit Hilfe einer Mikrobatterie (50mAh, Varta) und gedruckten, organischen Solarzellen (OPV, Armor) zur Gewinnung von Solarenergie. Durch den eingebauten Energiemanagement-Chip ist das System in der Lage, zusätzliche Energiegewinnungsquellen, wie zum Beispiel thermische, magnetische oder Vibrationen zu nutzen. „Die Projektpartner und wir versprechen uns neue Erkenntnisse über das Fahr- und Materialverhalten von Skiern. Das soll ein Mehr an Sicherheit und ein Weniger an Verschleiß bringen“, erklärt Tschepp.
