Резюме: Сред най-популярните материали за подметки, които познаваме, са каучук, TPU, TPR, EVA и Phylon и те са доста важни в обувките, тъй като повечето от нашите обувки включват тези материали. Но какво е Плоча от въглеродни влакна в обувки? В тази статия ще обсъдим свойствата на този иновативен материал, как се прави, предимствата му, различните видове карбонови плочи и всичко свързано с него.
Съдържание
Кой изобретява въглеродните влакна?
Преди да разберем какво е плоча от въглеродни влакна в обувките, първо трябва да знаем кой е първият човек, изобретил въглеродни влакна.
Сър Джоузеф Уилсън Суон (1828-1914), английски химик и физик, изобретил лампата с нажежаема жичка с платинена жица като светещо тяло. За да разреши проблема, че платинената тел не е устойчива на топлина, Суон използва тънка лента от карбонизирана хартия вместо платинена жица. През 1860 г. Суон изобретява полувакуумна лампа с въглеродна жичка с лента от въглеродна хартия като светещо тяло, което е прототипът на лампата с нажежаема жичка. Суон изобретява лампата с нажежаема жичка 20 години по-рано от Томас Алва Едисон (1847-1931). Поради незрелостта на вакуумната технология по това време, лампата нямаше дълъг живот. в края на 1870 г. е разработена вакуумна технология, Суон изобретява по-практична лампа с нажежаема жичка и през 1878 г. получава патент за лампата с нажежаема жичка.
През 1879 г. Едисон купува патента и изобретява лампата с нажежаема жичка с въглеродни влакна като светещо тяло. 1892 г. Едисон изобретява „технологията за производство на въглеродни нишки с нажежаема жичка и получава патент на САЩ (патент № 470925). Може да се каже, че Едисън е изобретил най-ранната комерсиализация на въглеродните влакна.
Да, знаем, че Едисън стана първият човек, който използва въглеродни влакна в търговската мрежа, но какво точно представлява въглеродната плоча в обувките?
Какво представлява плочата от въглеродни влакна в обувките？
В началото на 50-те години на миналия век, поради развитието на ракетите, космоса и авиацията и други авангардни технологии, спешната нужда от нови материали с висока специфична якост, висок специфичен модул и устойчивост на висока температура, в допълнение, използването на прекурсорните влакна като суровини чрез процес на топлинна обработка могат да бъдат направени в непрекъсната нишка от въглеродни влакна, този процес постави основата за индустриализацията на въглеродните влакна.
Въглеродните влакна се състоят главно от въглеродни елементи и имат характеристиките на устойчивост на висока температура, устойчивост на триене, топлопроводимост и устойчивост на корозия. Формата му е влакнеста и текстурата му е мека и може да се обработва в различни тъкани. Плътността на въглеродните влакна е много ниска, така че специфичната якост и специфичният модул са много високи. Диаметърът на въглеродните влакна е само 5 микрона, еквивалентен на една десета до една дванадесета от косъм, но е повече от четири пъти по-здрав от алуминия.
Поради предимствата си на по-лека маса, по-здрава, по-голяма гъвкавост и добра устойчивост на умора, карбонова плоча след това се използва в баскетболни обувки и футболни обувки за предотвратяване на наранявания на играчи при резки спирания и завои, бързо ускорение, промени на посоката и други движения и за стабилизиране на обувката и поддържане на свода срещу усукване.
Защо плочата от въглеродни влакна в обувките помага на хората да бягат по-бързо?
Когато се използват карбонови плочи в състезателни обувки, те правят повече от просто укрепване на структурата на междинната подметка и осигуряват стабилност на опората на свода. Те също така правят нещо още по-удивително: повишена гъвкавост, мощна тяга, подобрена ефективност при бягане и спестяване на енергия за бегача, и тези вълнуващи описания не са преувеличени. Много от тези, които ги носят, имат легенди за скоростта на бягане.
В предизвикателството Broken Two Challenge през 2017 г. Кипчоге бяга 2 часа и 25 секунди, носейки първите маратонки за бягане VaporFly Elite с въглеродна плоча на Nike, предизвиквайки вълнение и оттогава маратонките за бягане с карбонова плоча влязоха в полезрението ни.
Звучи добре? Не толкова бързо, нека се потопим в това защо въглеродните влакна наистина ни карат да бягаме по-бързо:
Тъй като основният принцип на карбоновите плочи за подобряване на ефективността при бягане е да се намали флексията на метатарзофалангеалните стави по време на бягане, когато стъпалото се приземява – повдига – и се отблъсква от земята, флексията отпред назад на цялата междинна подметка на бягащата обувката е много малка, разчита повече на повдигащата сила на ахилесовото сухожилие и мускулите на краката.
Механично казано, процесът на приземяване – оттласкване и повдигане – е еквивалентен на процеса на натискане на лост. Опорната точка на лоста е петата – при нормални обувки за бягане, в момента, в който се оттласнете от земята (издърпате лоста), метатарзофалангеалната става се огъва и това поведение абсорбира (хаби) енергия. В този момент разстоянието на ръката на съпротивлението е разстоянието от костта на петата до предната част на метатарзалната кост, което е относително късо; когато носите обувки за бягане от въглеродни влакна, метатарзофалангеалната става се огъва по-малко (намалявайки консумацията на енергия), в който момент съпротивителното рамо се простира до костта на пръста, което е по-дълго разстояние.
По-голямото разстояние на рамото за съпротивление изисква повече сила (ахилесово сухожилие и повдигане на крака/бедрената става) за изтръгване на лоста, в резултат на което се губи възможно най-малко енергия при всяка стъпка между приземяването и напускането на земята, а дължината на крачката става по-дълго, защото повдигането е по-изразено.
В резултат на това, когато за първи път обуете карбонови състезателни обувки, позата ви при бягане обикновено ще се промени силно: ще усетите карбонова плоча по-ясно, докато крачите напред, ще ви е по-трудно да огъвате метатарзалните си пръсти въпреки меката междинна подметка , ще свикнете повече да натискате междинната подметка с предния си крак и дължината на крачката ви ще се чувства значително по-голяма в сравнение с всеки ден.
невероятно? Нека сега да разгледаме как се правят въглеродни влакна в обувките.
Как се правят плочите от въглеродни влакна на обувките?
Това, което наричаме „въглеродна плоча“, всъщност трябва да се нарича въглероден композит, защото е композитен материал, образуван чрез свързване на нишки от епоксидна смола и въглеродни влакна, което е много подобно на фибростъкло, смесено с епоксидна смола, но по-здраво. Производственият процес на нишките от въглеродни влакна е много сложен и изисква много високо ниво на технология.
Просто казано, полимер, наречен полиакрилонитрил, се изтегля във нишка, която след това се карбонизира в азот при 2500 градуса по Целзий. Карбоновите листове първо се оформят чрез тъкане на прежди от въглеродни влакна в плат, след което се накисват и охлаждат с течна епоксидна смола.
Нека да разгледаме набързо как се прави плочата от въглеродни влакна за обувките със снимките по-долу.
Стъпка 1: Специфични слоеве от тъкан плат, препрег и полимерно фолио се подреждат заедно, за да образуват панела.
Стъпка 2: Втвърдете панела в загрята преса.
Стъпка 3: Отрязване на специфични компоненти от втвърдени панели чрез пръскане с вода
Различни видове плочи от въглеродни влакна в обувките
Формите на карбоновите плочи са разделени в четири категории според различните свойства на движение – 2D карбонова плоча с пълна подметка, 3D карбонова плоча с пълна подметка, частична 2D карбонова плоча и частична 3D карбонова плоча.
No.1 Пълна подметка 2D плоча от въглеродни влакна
Въглеродна плоча за лопата с пълна подметка S-тип, тъй като формата на лопатата е като лъжица, някои производители може да се наричат тип лъжица, въпреки че името е различно, но принципът и материалът са същите.
Тъй като формата на S-образната карбонова плоча е проектирана според формата на човешкия крак.
- Позицията на костите на пръстите е леко изпъната.
- Метатарзалната позиция е надолу (т.е. дъното на лъжицата).
- Позицията на свода е по-висока от костта на пръстите на крака.
Следователно, когато бягате напред по права линия, след като кракът е стъпил надолу, самата карбонова плоча е твърда, за да осигури противотласък и да върне експлозивната сила на целия крак.
No.2 Пълна подметка 3D плоча от въглеродни влакна
3D карбонова плоча с пълна подметка не само помага за задвижването на ролката, но също така осигурява стабилност, докато вътрешната и външната карбонова плоча на петата и предната част на крака имат известна издутина, а 3D карбонова плоча на петата дава достатъчна опора на крака за справяне със сложен терен и по-добро подпомагане на бегачите да подобрят скоростта си. Да речем, една пълна подметка от 3d карбон позволява максимална интеграция на скорост и защита!
No.3 Частична 2D плоча от въглеродни влакна
Поставянето на частичната карбонова плоча на подметката е добро отражение на диференциацията и контрола на разходите и обикновено се поставя в предната част на стъпалото или позицията на свода, което също осигурява съответната стабилност и задвижване.
Плоча от въглеродни влакна на предната част на стъпалото
Карбоновата плоча на предната част на стъпалото е по-подходяща за бегачи с кацане на предната част на стъпалото или на цялата подметка, тъй като структурата на извивката на карбонова плоча на предната част на стъпалото позволява на бегачите да имат повече усещане за търкаляне и повече пестене на енергия.
Арка Плоча от въглеродни влакна
Карбонова плоча на свода се използва главно в баскетболни обувки/маратонки, поради високите свойства на кацане и търкаляне напред на баскетбола и спортовете за бягане, увреждането (или упражнението) на свода на стъпалото е по-голямо и след това опората и защитата на карбонова плоча за свода на стъпалото, такава необходимост да предложи силна опора и защита.
Задна плоча от въглеродни влакна
Частична карбонова плоча на задната част на крака, главно за да играе ролята на стабилизиране на петата и да гарантира, че петата не се разклаща лесно по време на процеса на бягане.
Лява и дясна странична плоча от въглеродни влакна
Карбонова плоча от лявата и дясната странична лента се използва главно в маратонки за бягане по пътека, тъй като бягането по пътека е по-сложно от бягането по шосе и по-голямата част от терена е пясък и чакъл, поради тази специфична среда, карбонова плоча трябва да отговаря на адаптивността към променливостта на външния терен и същевременно поддръжка на твърдостта.
Две дълги X-образни 2D карбонови плочи са вградени в лявата и дясната страна на междинната подметка, точно като системата за независимо окачване на автомобил, защитавайки предната и задната част на крака в четири посоки.
No.4 Частична 3d плоча от въглеродни влакна
Триизмерната въглеродна плоча се използва главно в страничната или дъгова позиция на баскетболните обувки, за да съответства на различните пробиви на баскетболистите, промени в посоката, резки спирания, изстрели със скок, сблъсъци, отстъпления и други действия за защита и намаляване на прекомерното натоварване на свода, издържат на усукване, намаляват нараняванията на глезена, освен това обувките не се деформират лесно.
Като цяло има известно огъване при катерене в позицията на свода и след това известно удължаване на предната и задната част на стъпалото.
Изводи
В тази статия ви преведехме през всичко, свързано с въглеродните влакна и плочите от въглеродни влакна в обувките, предимствата и производствените процеси и различните видове плочи от въглеродни влакна в обувките. В допълнение, материалът за плочи от въглеродни влакна е далеч най-добрият в индустрията, поради своите леки, капризни и здрави свойства.
Нека го направим още по-ясно, за да преценим дали конфигурацията на една спортна обувка е добра или не, наличието на плоча от въглеродни влакна е голям плюс и може да привлече повече потребители да купят тази обувка. Основната роля на плочата от въглеродни влакна в обувките е против усукване, тоест да предпазва междинната подметка на спортните обувки/маратонки от силно усукване. Този композитен материал ви позволява да поддържате стабилността на обувката, когато правите драматичен пробив в посоката и е в състояние да осигури ефективна тяга за спортистите, за да подобри времето за реакция и да ускори скоростта на бягане.
Абонирайте се, за да знаете първо
Бъдете в течение с най -новите ни новини и продукти.
