Mit selbstgebauten Skis auf die Piste

Beim Betreten des Werklabors im ETH Zentrum sticht einem ein leicht penetranter, synthetisch anmutender Geruch in die Nase. Mehrere lange Tische mit metallenen Wannen füllen den kleinen Raum. Es herrscht munteres Treiben im Kurs Integrative Ski Design and Fabrication Workshop des Bachelors Maschineningenieurswissenschaften. Studenten schwirren emsig um die Tische, suchen sich ihre Materialien zusammen und bereiten sich auf das bevorstehende Programm vor: die Skirohlinge Schicht für Schicht in der sogenannten Sandwich-Bauweise anzufertigen.

Die fachliche Leitung vor Ort hat Tobias Luthe inne, Professor an der Hochschule Chur und Gründer von Grown. Die Firma hat sich unter anderem auf das nachhaltige Design der Skiproduktion spezialisiert. Organisiert wird der Kurs von Kristina Shea, ETH-Professorin für Engineering, Design und Computing, unterstützt wird sie von ihren Mitarbeitern Thomas Lumpe und Jonas Schwarz. Zusammen mit den Studenten gehen sie jeden Mittwochnachmittag im Werklabor der Frage nach, wie sich Nachhaltigkeit in Engineering und Design am Beispiel von Skis verbinden lassen.

Schritt für Schritt zum eigenen Ski

Die Studenten bestreichen die Ski-Unterseite mit dem zur Zeit ökologisch verträglichsten Zweikomponenten-Harz, danach folgen mehrere Lagen an Natur- und Kunstfasern. Vier Materialien stehen dabei zur Auswahl: Flachs-, Basalt-, Glas- und Karbonfasern. Die Wahl des Materials beeinflusst technische Eigenschaften wie die Schwingungsdämpfung und Gewichtseinsparung des Skis sowie auch dessen ökologischen Fussabdruck.

Die zum Workshop parallel veranstaltete Vorlesungsreihe hat dabei Früchte getragen. «Fast alle Studenten verzichten auf die ökologisch problematischen Karbonfasern und bevorzugen die natürlichen Flachs- und Basaltfasern», freut sich Tobias Luthe.

Drei bis vier Lagen später arbeiten die Studenten den Kern des Skis ein. Dieser ist aus leichtem Balsaholz gefertigt und mit Flachseinlagen verstärkt. Seine richtige Platzierung ist wichtig für die Balance und Steifigkeitsverteilung des Skis. Um die später erwünschte Vorspannung des Skis zu erhalten, arbeiten sie in einer gebogenen Metallwanne, die einer Halfpipe ähnelt.

Nach erneut drei bis vier Schichten Material decken die Studierenden den Ski luftdicht mit einer Folie ab, damit sie ein Vakuum erzeugen können. Dieses übt einen ausreichend hohen Druck auf den Ski aus, was zu einer luftfreien Verbindung zwischen den einzelnen Schichten führt und mit dem übermässige Harzmasse verdrängt wird. Zur Beschleunigung des Aushärtens werden die Skis in einen Autoklav geschoben und während 45 Minuten einer Temperatur von ungefähr 70 Grad ausgesetzt.

Danach sägen die Studenten die überstehenden Schichten ab, fräsen und schleifen Seitenwangen und Oberseite, und verleihen dem Ski den letzten Schliff durch das Ölen der Holzbereiche mit natürlichem Leinöl. Zum Schluss überprüfen die Studierenden mit einem Stresstest die Biegungsfähigkeit der Skis.

Nach bestandener Prüfung, sechs Kurstagen und vielen zusätzlichen Arbeitsstunden im Werklabor, geht es endlich auf die Piste im österreichischen St. Anton. Bei strahlendem Sonnenschein testen die Studenten mit akrobatischen Sprüngen und hohem Fahrtempo die Stabilität der Skis. Wie erhofft, überstehen alle Exemplare die actionreiche Abfahrt ohne Kratzer.

Auch die Organisatoren des Kurses sind bei der Testfahrt dabei und sehr zufrieden mit den Resultaten des Workshops. «Wir haben von allen positives Feedback erhalten und würden den Workshop gerne auch in Zukunft anbieten», verkündet Thomas Lumpe.