[Parhad o: Datblygiad a Thueddiadau Cyfansoddion Ffibr Carbon mewn Chwaraeon a Hamdden (Rhan I) (1)]
3.1 Mowldio Awtoclaf: Y "Safon Aur" ar gyfer Offer Cystadleuaeth Uchaf
Mae mowldio awtoclaf yn darparu'r ansawdd uchaf - a'r gost uchaf - ymhlith prosesau mowldio ffibr carbon, gyda mandylledd cynnyrch o dan 1% a phriodweddau mecanyddol yn agos at derfynau damcaniaethol. Mewn nwyddau chwaraeon, mae bron pob offer cystadleuaeth lefel uchaf yn ei ddefnyddio: mae fframiau beiciau ffordd blaenllaw fel y Trek Madone a Tarmac S-Works Arbenigol yn defnyddio prepreg gradd Toray T800 / T1000 wedi'i halltu ar 120-180 gradd a 5-7 bar am 2-4 awr, gyda phwysau ffrâm o ddim ond 700-800 g; mae siafftiau golff pen uchel o Fujikura a Graphite Design yn defnyddio prepreg ffibr carbon Toray T1100G gyda halltu awtoclaf i gydbwyso anystwythder eithafol a phwysau ysgafn; Mae cydrannau hwylio Cwpan America hefyd yn awtoclafio wedi'u mowldio ar gyfer y dibynadwyedd mwyaf posibl. Mae buddsoddiad offer fel arfer yn rhedeg RMB 20-50 miliwn ac mae cost uned yn uchel iawn, gan gyfyngu'r broses i gynhyrchion cystadleuol haen uchaf.
3.2 Dirwyn ffilament: Y "Broses Enaid" ar gyfer Gwialenni Pysgota a Siafftiau Golff
Mae dirwyn ffilament yn un o'r prosesau mowldio a ddefnyddir fwyaf ar gyfer nwyddau chwaraeon ffibr carbon ac mae'n unigryw mewn gwiail pysgota a siafftiau golff. Mae topiau ffibr carbon wedi'u trwytho â resin yn cael eu dirwyn i fandrel ar onglau manwl gywir - mae haenau mewnol ar onglau bach (15 gradd -25 gradd) yn darparu anystwythder plygu, mae haenau allanol ar onglau mawr (45 gradd -60 gradd) yn darparu anystwythder dirdro - fel bod dyluniad gosod aml-ongl yn gwneud y gorau o berfformiad mecanyddol anisotropig y cynnyrch.
Dechreuodd Weihai Guangwei Composites yn union yma, gyda ffilament gwialen bysgota yn dirwyn i ben. Ym 1998 mewnforiodd linell prepreg ffibr carbon lled-eang gyntaf Tsieina i wasanaethu gweithgynhyrchu gwialen, yna ymestyn i fyny'r afon i ddeunyddiau ffibr carbon, gan ddod yn arweinydd cadwyn lawn yn y diwydiant ffibr carbon Tsieina yn y pen draw. Mae ei prepreg ffibr carbon yn parhau i fod yn ddeunydd crai craidd clwstwr offer pysgota Weihai. Mae Weihai, canolfan gweithgynhyrchu gwialen bysgota fwyaf y byd, yn cynnal cadwyn gyflawn sy'n rhedeg o prepreg ffibr carbon → dirwyn ffilament → gweithgynhyrchu gwialen → prosesu cydrannau → marchnata brand, ac mae'n cyfrif am tua 60% o allbwn gwialen byd-eang.
3.3 Mowldio Cywasgu: Yr "Offeryn Cynhyrchu Màs" ar gyfer Racedi a Phlatiau Esgidiau Carbon
Mae mowldio cywasgu yn gosod prepreg i fowld metel ac yn ei wella o dan wres a phwysau, gan gynnig effeithlonrwydd uchel, manwl gywirdeb ac addasrwydd ar gyfer cynhyrchu swp mawr. Mewn nwyddau chwaraeon, mae fframiau raced tenis a badminton yn cael eu gwneud bron yn gyfan gwbl trwy fowldio cywasgu prepreg - mae'r ongl gosod ffibr carbon (0 gradd / ± 45 gradd / 90 gradd) yn rheoli plygu ac anystwythder torsional y raced, gan wneud y gorau o'r "man melys". Mae racedi pen uchel o Yonex, Li-Ning, Wilson a Babolat i gyd yn defnyddio prepreg ffibr carbon Toray gyda mowldio cywasgu.
Mae platiau carbon ar gyfer esgidiau chwaraeon hefyd wedi'u mowldio gan gywasgu mewn sypiau canolig i fawr - mae sawl haen o prepreg ffibr carbon yn cael eu halltu o dan wres a phwysau mewn mowld ac yna'n cael eu torri'n siapiau plât unig. Mae esgidiau rhedeg carbon-plated gan Nike, Li-Ning, Xtep ac Anta i gyd yn defnyddio'r broses hon. Mae cydrannau beiciau (coesau, pyst sedd, cranciau), rhwymiadau sgïo a chregyn gêr amddiffynnol hefyd wedi'u mowldio'n eang gan gywasgu; mae brandiau fel Giant a Merida yn defnyddio nifer fawr o rannau carbon wedi'u mowldio gan gywasgu.
3.4 RTM a VARI: O Rymiau Beic i Gyrff Cychod Rasio
Mae RTM (Mowldio Trosglwyddo Resin) yn defnyddio mowld caeedig gyda chwistrelliad resin dan bwysau i gyflawni arwynebau llyfn ar y ddwy ochr a chynhyrchu siâp bron-rhwyd. Mewn nwyddau chwaraeon, defnyddir RTM yn bennaf ar gyfer rims beic ffibr carbon (mae mowldio un darn yn lleihau nifer y cymalau), pennau clwb golff (sy'n ffurfio geometregau cymhleth yn fanwl gywir) a siafftiau ffon hoci iâ (trwch wal amrywiol ar gyfer pwysau ysgafn). O'i gymharu â'r llwybr prepreg-awtoclafio, mae RTM yn cynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu 3-5 gwaith.
Mae VARI (Trwthiad Resin â Chymorth Gwactod) yn defnyddio pwysedd negyddol gwactod i yrru resin i mewn i ffibr sych; buddsoddiad offer yn isel ac mae'r broses yn addas ar gyfer rhannau mawr. Mewn nwyddau chwaraeon, defnyddir VARI yn bennaf ar gyfer cregyn rhwyfo, caiacau a chyrff hwylio (3-10 m o faint, rhy fawr ar gyfer awtoclaf). Mae brand caiac Ewropeaidd adnabyddus yn defnyddio VARI i gynhyrchu caiacau ffibr carbon gradd cystadleuaeth, gan dorri'r amser beicio fesul uned o 40 awr gyda gosod dwylo hyd at 12 awr a chyrraedd ffracsiwn cyfaint ffibr o 58%. Mae byrddau syrffio ffibr carbon a byrddau padlo stand-yp (SUP) hefyd yn defnyddio VARI; mae ei ffurfiant pwysedd isel yn integreiddio creiddiau ewyn EPS yn llwyddiannus â chrwyn ffibr carbon, gan wneud y cynhyrchion 30% yn ysgafnach na byrddau syrffio ffibr gwydr confensiynol.
3.5 Prepreg: "Deunydd Canolradd Craidd" Gweithgynhyrchu Nwyddau Chwaraeon
Prepreg yw'r deunydd canolradd pwysicaf ym maes gweithgynhyrchu CFRP - dalen wedi'i halltu wedi'i lled-halltu a gynhyrchir trwy impregnating ffibr carbon ymlaen llaw â resin. Mewn nwyddau chwaraeon, mae prepreg thermoset (epocsi yn bennaf) yn cyfrif am tua 80% ac fe'i defnyddir yn eang mewn fframiau beic, siafftiau golff, racedi tenis a gwiail pysgota; Mae prepreg thermoplastig (PEEK, PPS, PA6 ac eraill) yn cyfrif am tua 20% ac mae'n tyfu'n gyflym - mae ei ailgylchadwyedd, ei ail-brosesadwyedd a'i gylch mowldio byr (munudau yn erbyn oriau) yn arbennig o addas ar gyfer sgïau, offer amddiffynnol a phlatiau esgidiau carbon, lle mae caledwch a chynhyrchiant yn bwysicaf. Mae Teijin yn gweithredu gwaith tâp un cyfeiriad thermoplastig yn yr Almaen sy'n ymroddedig i ffibr carbon / PEEK a ffibr carbon / prepreg PPS ar gyfer nwyddau chwaraeon.
4. Cymhariaeth Deunydd: Pam Mae Ffibr Carbon yn Dod yn Ddewis Cyntaf ar gyfer Nwyddau Chwaraeon?
Y galw craidd mewn dewis deunydd ar gyfer nwyddau chwaraeon yw "ysgafnach, cryfach, mwy gwydn, mwy gwydn". Mae ffibr carbon yn dangos manteision aruthrol ar draws y pedwar dimensiwn:
Mae cryfder penodol (cryfder / dwysedd) ffibr carbon 10 gwaith yn fwy na dur, 8 gwaith yn fwy na aloi alwminiwm a 5 gwaith yn fwy na aloi titaniwm - yr union gyfuniad o ysgafnder eithafol a chryfder uchel y mae nwyddau chwaraeon yn ei ddilyn. Ond nid yw ffibr carbon yn ateb cyffredinol: mae ei freuder yn golygu y gall methiant trychinebus ddigwydd o dan effaith ddifrifol, felly mewn ffyn hoci iâ, ymylon sgïo a chymwysiadau eraill sy'n gofyn am wydnwch uchel, mae gwehyddu hybrid carbon / aramid yn aml yn cael ei fabwysiadu, gan ddefnyddio ymwrthedd effaith ardderchog aramid i wrthbwyso brau ffibr carbon. Mae cyfres gwialen EXSENS pen uchel Shimano yn defnyddio ffibr carbon ynghyd â hybrid aramid, gan wella gwydnwch effaith yn sylweddol wrth gadw pwysau i lawr.
O ran cost, mae ffibr carbon tynnu mawr (48K/50K) wedi gostwng i RMB 80-100/kg, gan leihau'r bwlch â ffibr gwydr yn barhaus (RMB 8–15/kg). Mae rhyddhau cyflym o gapasiti ffibr carbon tynnu mawr gan Jilin Chemical Fiber Group yn cyflymu symudiad ffibr carbon o gystadleuaeth broffesiynol i farchnadoedd defnyddwyr torfol. Gan gymryd beiciau ffibr carbon fel enghraifft, gall defnyddio ffibr carbon tynnu mawr dorri cost deunydd ffrâm tua 40%, gan ddod â phrisiau beiciau carbon lefel mynediad i lawr o RMB 8,000 i ystod RMB 5,000.
5. Cymwysiadau Craidd: Sut Mae Ffibr Carbon yn Ail-lunio'r Dirwedd Nwyddau Chwaraeon
5.1 Clybiau Golff: "Maes Brwydr Cyntaf" Carbon Fiber
Clybiau golff yw'r farchnad ymgeisio chwaraeon sengl fwyaf ar gyfer ffibr carbon. Pan gafodd ffibr carbon ei fasnacheiddio yn y 1970au, roedd clybiau golff a gwiail pysgota ymhlith y nwyddau chwaraeon cyntaf i'w fabwysiadu. Yn ôl QYResearch, disgwylir i werthiannau byd-eang o glybiau golff ffibr carbon gyrraedd RMB 5.854 biliwn erbyn 2031, cyfradd twf blynyddol cyfansawdd o 7.0%.
Ar yr ochr dechnoleg, mae gyrrwr TaylorMade Qi10 LS yn defnyddio'r dyluniad "Infinity Carbon Crown" gyda 60 haen o ffibr carbon ac wyneb crwm dwbl, gyda charbon yn gorchuddio 97% o arwynebedd y goron i gyflawni effeithlonrwydd trosglwyddo ynni rhagorol. Mae siafftiau cyfres Taith AD Graphite Design yn defnyddio technoleg prepreg a nano-aloi ffibr carbon Toray T1100G, gan gynyddu anystwythder strwythurol yn fawr heb ychwanegu pwysau. Callaway (refeniw blynyddol o tua USD 1.8 biliwn) a TaylorMade (tua USD 1.5 biliwn) yw'r ddau frand byd-eang blaenllaw mewn clybiau golff ffibr carbon, ac mae'r ddau yn cael eu deunyddiau ffibr carbon craidd yn gyfan gwbl o Japan's Toray.
Mae'n werth nodi bod deunyddiau ffibr carbon ar gyfer clybiau golff ffibr carbon pen uchel Tsieina hyd at 87% yn dibynnu ar fewnforion, gan adael lle enfawr ar gyfer amnewid domestig. Mae llwybr datblygu Guangwei Composites - gan ddechrau o offer pysgota Weihai ac ymestyn yn raddol i fyny'r afon i ddeunyddiau ffibr carbon - yn cynnig model y gellir ei ailadrodd ar gyfer y diwydiant: cychwyn o alw nwyddau chwaraeon y farchnad derfynol, integreiddio deunyddiau i fyny'r afon i'r gwrthwyneb, a chau dolen cadwyn y diwydiant.
[I'w barhau: Datblygiad a Thueddiadau Cyfansoddion Ffibr Carbon mewn Chwaraeon a Hamdden (Rhan I) (3)]
[Ffynhonnell] Cymdeithas Diwydiant Cyfansoddion Tsieina (CCIA), gwefan swyddogol
[Dolen wreiddiol] https://ccia.xin/xingyebaogao/3618.html