ملخص: من بين مواد نعل الأحذية الأكثر شيوعًا التي نعرفها المطاط ، و TPU ، و TPR ، و EVA ، و Phylon ، وهي مهمة جدًا في الأحذية لأن معظم أحذيتنا تشتمل على هذه المواد. لكن ما هو لوحة ألياف الكربون في الأحذية؟ في هذه المقالة ، سنناقش خصائص هذه المادة المبتكرة ، وكيفية تصنيعها ، وفوائدها ، وأنواع مختلفة من ألواح الكربون ، وكل ما يتعلق بها.
جدول المحتويات
من اخترع ألياف الكربون؟
قبل معرفة ما هو لوح ألياف الكربون في الأحذية ، يجب أن نعرف أولاً من هو أول شخص يخترع ألياف الكربون.
اخترع السير Jo⁃seph Wilson Swan (1828-1914) ، الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي ، المصباح المتوهج بسلك بلاتيني كجسم مضيء. لحل مشكلة أن سلك البلاتين لم يكن مقاومًا للحرارة ، استخدم Swan شريطًا رفيعًا من الورق المكربن بدلاً من سلك البلاتين. في عام 1860 ، اخترع Swan مصباحًا من خيوط الكربون شبه الفراغية مع شريط من ورق الكربون كجسم مضيء ، والذي كان النموذج الأولي للمصباح المتوهج. اخترع سوان المصباح المتوهج قبل 20 عامًا من توماس ألفا إديسون (1847-1931). بسبب عدم نضج تقنية الفراغ في ذلك الوقت ، لم يكن للمصباح عمر طويل. في أواخر سبعينيات القرن التاسع عشر ، تم تطوير تقنية الفراغ ، واخترع سوان مصباحًا متوهجًا أكثر عملية ، وفي عام 1878 حصل على براءة اختراع للمصباح المتوهج.
في عام 1879 ، اشترى إديسون براءة الاختراع واخترع المصباح المتوهج بألياف الكربون كجسم مضيء. 1892 اخترع إديسون "تكنولوجيا تصنيع خيوط ألياف الكربون المصباح المتوهج وحصل على براءة اختراع أمريكية (براءة اختراع رقم 470925). يمكن القول أن إديسون اخترع أول تسويق تجاري لألياف الكربون.
نعم ، نعلم أن إديسون أصبح أول شخص يستخدم ألياف الكربون تجاريًا ، ولكن ما هو بالضبط لوح ألياف الكربون في الأحذية؟
ما هي لوحة ألياف الكربون في الأحذية？
في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، نظرًا لتطور الصواريخ والفضاء والطيران وغيرها من التقنيات المتطورة ، كانت هناك حاجة ملحة لمواد جديدة ذات قوة محددة عالية ومعامل محدد عالي ومقاومة درجات الحرارة العالية ، بالإضافة إلى استخدام يمكن تحويل ألياف السلائف كمواد خام من خلال عملية المعالجة الحرارية إلى خيوط مستمرة من ألياف الكربون ، وقد أرست هذه العملية الأساس لتصنيع ألياف الكربون.
تتكون ألياف الكربون بشكل أساسي من عناصر الكربون ولها خصائص مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الاحتكاك والتوصيل الحراري ومقاومة التآكل. شكلها ليفي وملمسها ناعم ، ويمكن معالجتها إلى أقمشة مختلفة. كثافة ألياف الكربون منخفضة جدًا ، لذا فإن القوة المحددة والمعامل النوعي مرتفع جدًا. يبلغ قطر ألياف الكربون 5 ميكرون فقط ، أي ما يعادل عُشر إلى واحد على اثني عشر من الشعرة ، ولكنه أقوى بأربع مرات من الألمنيوم.
نظرًا لمزاياها من حيث الكتلة الأخف وزنا وأكثر صرامة ومرونة ومقاومة جيدة للإجهاد ، فقد تم استخدام لوحة الكربون في أحذية كرة السلة وأحذية كرة القدم لمنع إصابات اللاعبين في التوقفات والانعطافات الحادة والتسارع السريع وتغيير الاتجاه وغيرها. ، ولتثبيت الحذاء ودعم القوس ضد الالتواء.
لماذا تساعد لوح ألياف الكربون في الأحذية الناس على الجري بشكل أسرع؟
عندما يتم استخدام ألواح الكربون في أحذية السباق ، فإنها تفعل أكثر من مجرد تقوية هيكل النعل الأوسط وتوفر ثباتًا لدعم القوس. كما أنها تفعل شيئًا أكثر إثارة للإعجاب: زيادة المرونة ، والدفع القوي ، وتحسين كفاءة الجري ، وتوفير الطاقة للعدائين ، وهذه الأوصاف المثيرة غير مبالغ فيها. العديد من أولئك الذين يرتدونها لديهم أساطير حول سرعة الجري.
في تحدي Broken Two لعام 2017 ، ركض Kipchoge ساعتين و 25 ثانية مرتديًا أول حذاء ركض مصنوع من الكربون من Nike VaporFly Elite ، مما تسبب في ضجة ، ومنذ ذلك الحين دخلت أحذية الجري المصنوعة من الكربون في مجال رؤيتنا.
يبدو ذلك جيدا؟ ليس بهذه السرعة ، دعنا نتعمق في سبب جعلنا ألياف الكربون تعمل بشكل أسرع:
لأن المبدأ الأساسي لألواح الكربون لتحسين كفاءة التشغيل هو تقليل انثناء المفاصل المشطية السلامية أثناء الجري ، عندما تهبط القدم - ترفع - وتدفع عن الأرض ، فإن الانثناء الأمامي للخلف للنعل الأوسط بالكامل الحذاء صغير جدًا ، ويعتمد أكثر على قوة رفع وتر العرقوب وعضلات الساق.
من الناحية الميكانيكية ، فإن عملية الهبوط - الدفع والرفع - تعادل عملية رفع الرافعة. نقطة الارتكاز للرافعة هي عظم الكعب - في أحذية الجري العادية ، في اللحظة التي تدفع فيها عن الأرض (نقب الرافعة) ، ينثني المفصل المشطي السلامي ، وهذا السلوك يمتص (يهدر) الطاقة. عند هذه النقطة ، مسافة ذراع المقاومة هي المسافة من عظم الكعب إلى مقدمة عظم المشط ، وهي قصيرة نسبيًا ؛ عند ارتداء أحذية الجري المصنوعة من ألياف الكربون ، ينثني المفصل المشطي السلامي بشكل أقل (مما يقلل من استهلاك الطاقة) ، وعند هذه النقطة يمتد ذراع المقاومة إلى عظم إصبع القدم ، وهي مسافة أطول.
تتطلب المسافة الأطول لذراع المقاومة مزيدًا من القوة (وتر العرقوب ورفع الساق / الورك) لرفع الرافعة ، مما يؤدي إلى إهدار أقل قدر ممكن من الطاقة في كل خطوة بين الهبوط ومغادرة الأرض ، ويصبح طول الخطوة أطول لأن المصعد أكثر وضوحًا.
نتيجة لذلك ، عندما ترتدي حذاء السباق الكربوني لأول مرة ، فإن وضعية الجري عادة ما تتغير بقوة: ستشعر بلوحة الكربون بشكل أكثر وضوحًا كلما تقدمت للأمام ، وستجد صعوبة في ثني مشط القدم على الرغم من النعل الأوسط الناعم. ، سوف تعتاد أكثر على دفع النعل الأوسط بمقدمة قدمك ، وسوف تشعر أن طول خطوتك أكبر بكثير مقارنة بكل يوم.
مدهش؟ دعونا نلقي نظرة على كيفية صنع ألياف الكربون في الأحذية الآن.
كيف تصنع ألواح ألياف الكربون للأحذية؟
ما نسميه "لوحة الكربون" يجب أن يسمى في الواقع مركب الكربون ، لأنه مادة مركبة تتكون من راتنجات الإيبوكسي الرابطة وخيوط ألياف الكربون ، والتي تشبه إلى حد بعيد الألياف الزجاجية الممزوجة براتنج الإيبوكسي ، ولكنها أقوى. عملية تصنيع خيوط ألياف الكربون معقدة للغاية وتتطلب مستوى عالٍ جدًا من التكنولوجيا.
ببساطة ، يتم سحب بوليمر يسمى بولي أكريلونيتريل في خيوط ، ثم يتم تفحيمها في النيتروجين عند 2500 درجة مئوية. تتشكل صفائح الكربون أولاً عن طريق نسج خيوط ألياف الكربون في قطعة قماش ، ثم نقعها وتبريدها براتنج الإيبوكسي السائل.
دعنا نلقي نظرة سريعة على كيفية صنع لوح ألياف الكربون للأحذية بالصور أدناه.
الخطوة 1: يتم تكديس طبقات محددة من القماش المنسوج ، والتجهيز المسبق ، وفيلم البوليمر معًا لتشكيل اللوحة.
الخطوة 2: تصلب اللوحة في مكبس ساخن.
الخطوة 3: قطع مكونات محددة من الألواح المعالجة عن طريق رش الماء
أنواع مختلفة من ألواح ألياف الكربون في الأحذية
تنقسم أشكال لوح الكربون إلى أربع فئات وفقًا لخصائص الحركة المختلفة - لوح كربون ثنائي الأبعاد وحيد بالكامل ، لوح كربون ثلاثي الأبعاد وحيد بالكامل ، لوح كربون ثنائي الأبعاد جزئي ، لوح كربون ثلاثي الأبعاد جزئي.
رقم 1 كامل لوحة ألياف الكربون 2D الوحيد
صفيحة كربون بأسمائها الكاملة من النوع S ، لأن شكل الأشياء بأسمائها الحقيقية يشبه الملعقة ، قد يطلق على بعض الشركات المصنعة نوع الملعقة ، على الرغم من اختلاف الاسم ، لكن المبدأ والمواد متماثلان.
لأن شكل لوح الكربون على شكل حرف S مصمم وفقًا لشكل قدم الإنسان.
- يتم وضع موضع عظم إصبع القدم قليلاً.
- وضع مشط القدم لأسفل (أي أسفل الملعقة).
- وضع القوس أعلى من عظم إصبع القدم.
لذلك ، عند الجري للأمام في خط مستقيم ، بعد تنحى القدم ، تكون لوحة الكربون نفسها صلبة لتوفير الدفع المضاد والعودة إلى القوة التفجيرية للقدم بأكملها.
رقم 2 كامل لوحة ألياف الكربون ثلاثية الأبعاد
لا تساعد لوحة الكربون ثلاثية الأبعاد ذات النعل الكامل على دفع الأسطوانة فحسب ، بل تضمن أيضًا الثبات ، بينما تتميز الألواح الكربونية الداخلية والخارجية للكعب ومقدمة القدم بانتفاخ معين ، كما توفر لوحة الكربون ثلاثية الأبعاد الخاصة بالكعب دعمًا كافيًا للقدم للتعامل مع التضاريس المعقدة ومساعدة العدائين بشكل أفضل على تحسين سرعتهم. دعنا نقول ، إن لوحة الكربون ثلاثية الأبعاد الوحيدة الكاملة تسمح بأقصى قدر من التكامل بين السرعة والحماية!
رقم 3 لوحة ألياف الكربون 2D الجزئية
يعد وضع لوحة الكربون الوحيدة الجزئية انعكاسًا جيدًا للتمايز والتحكم في التكلفة ويتم وضعها عمومًا في مقدمة القدم أو موضع القوس ، مما يوفر أيضًا الاستقرار والدفع المقابل.
مقدمة القدم من ألياف الكربون
تعتبر لوحة الكربون الأمامية أكثر ملاءمة للعدائين في مقدمة القدم أو منفردين بالكامل حيث يسمح هيكل انحناء لوح الكربون الأمامي للعدائين بمزيد من الشعور بالتدحرج والمزيد من توفير الطاقة.
لوحة قوس من ألياف الكربون
تُستخدم لوحة الكربون المقوسة بشكل أساسي في أحذية كرة السلة / أحذية الجري ، نظرًا للخصائص العالية للهبوط والتدحرج الأمامي لكرة السلة ورياضات الجري ، فإن الضرر (أو التمرين) الذي يلحق بقوس القدم أكبر ، ومن ثم دعم وحماية القدم لوحة الكربون قوس القدم مثل هذه الحاجة إلى تقديم الدعم القوي والحماية.
لوح ألياف الكربون للقدم الخلفي
لوح الكربون الجزئي للقدم الخلفية ، بشكل أساسي للعب دور تثبيت الكعب ، وضمان عدم سهولة اهتزاز الكعب أثناء عملية الجري.
لوحة ألياف الكربون الجانب الأيسر والأيمن
تُستخدم لوحة الكربون الشريطية اليمنى واليسرى بشكل أساسي في أحذية الجري ، حيث أن الجري أكثر تعقيدًا من الجري على الطرق ، ومعظم التضاريس عبارة عن رمل وحصى ، نظرًا لبيئة الخصوصية هذه ، تحتاج لوحة الكربون إلى تلبية القدرة على التكيف لتقلبات التضاريس الخارجية ، ودعم الصلابة في نفس الوقت.
صُنعت لوحتان طويلتان من الكربون ثنائي الأبعاد على شكل X في الجانبين الأيسر والأيمن من النعل الأوسط ، تمامًا مثل نظام التعليق المستقل للسيارة ، حيث تحمي المقدمة والقدم الخلفية في أربعة اتجاهات.
رقم 4 لوحة ألياف الكربون ثلاثية الأبعاد الجزئية
تُستخدم لوحة الكربون ثلاثية الأبعاد بشكل أساسي في الوضع الجانبي أو المقوس لأحذية كرة السلة لمطابقة الاختراقات المختلفة للاعبي كرة السلة ، وتغييرات الاتجاه ، والتوقفات الحادة ، والقفزات ، والاندفاع ، والتراجع ، وغيرها من الإجراءات لحماية وتقليل الإفراط الحمل على القوس ، مقاومة الالتواء ، تقليل إصابات الكاحل ، إلى جانب ذلك ، لا يتم تشويه الأحذية بسهولة.
بشكل عام ، هناك بعض الانثناء المتسلق في موضع القوس ، ثم بعض الامتداد لمقدمة القدم ومؤخرة القدم.
الاستنتاجات
في هذه المقالة ، قمنا بتوجيهك عبر كل ما يتعلق بألياف الكربون وألياف الكربون في الأحذية ، والفوائد ، وعمليات التصنيع ، وأنواع مختلفة من ألواح ألياف الكربون في الأحذية. بالإضافة إلى ذلك ، تعد مادة ألواح ألياف الكربون الأفضل في الصناعة إلى حد بعيد ، نظرًا لخفة وزنها وخصائصها المتقلبة والقوية.
دعونا نجعل الأمر أكثر وضوحًا ، للحكم على ما إذا كان تكوين الأحذية الرياضية جيدًا أم لا ، فإن وجود لوحة من ألياف الكربون يعد إضافة كبيرة ويمكن أن يجذب المزيد من المستهلكين لشراء هذا الحذاء. الدور الرئيسي للوحة ألياف الكربون في الأحذية هو مقاومة الالتواء ، أي منع النعل الأوسط للأحذية الرياضية / الأحذية الرياضية من الالتواء بقوة. تسمح لك هذه المادة المركبة بالحفاظ على ثبات الحذاء عندما تحقق اختراقًا كبيرًا في الاتجاه وتكون قادرة على توفير قوة دفع فعالة للرياضيين لتحسين وقت رد الفعل وتسريع سرعة الجري.
اشترك في تعرف أولاً
تبقيك على اطلاع بآخر أخبارنا ومنتجاتنا.
