Was ist die Kohlefaserplatte in Schuhen? Lassen Sie uns hier alles klarstellen!

Zusammenfassung: Zu den beliebtesten Schuhsohlenmaterialien, die wir kennen, gehören Gummi, TPU, TPR, EVA und Phylon, und sie sind für Schuhe ziemlich wichtig, da die meisten unserer Schuhe diese Materialien enthalten. Aber was ist Kohlefaserplatte in Schuhen? In diesem Artikel besprechen wir die Eigenschaften dieses innovativen Materials, wie es hergestellt wird, seine Vorteile, verschiedene Arten von Kohlenstoffplatten und alles, was damit zusammenhängt.

Wer erfindet die Kohlefaser?

Bevor wir wissen, was Kohlefaserplatten in Schuhen sind, sollten wir zuerst wissen, wer die erste Person ist, die Kohlefaser erfunden hat.

Sir Jo⁃seph Wilson Swan (1828-1914), ein englischer Chemiker und Physiker, erfand die Glühlampe mit einem Platindraht als Leuchtkörper. Um das Problem zu lösen, dass Platindraht nicht hitzebeständig war, verwendete Swan anstelle von Platindraht einen dünnen Streifen aus karbonisiertem Papier. 1860 erfand Swan eine Halbvakuum-Kohlefadenlampe mit einem Kohlepapierstreifen als Leuchtkörper, die der Prototyp der Glühlampe war. Swan erfand die Glühlampe 20 Jahre früher als Thomas Alva Edison (1847-1931). Aufgrund der damaligen Unreife der Vakuumtechnik hatte die Lampe keine lange Lebensdauer. In den späten 1870er Jahren wurde die Vakuumtechnologie entwickelt, Swan erfand eine praktischere Glühlampe und erhielt 1878 ein Patent für die Glühlampe.

1879 kaufte Edison das Patent und erfand die Glühlampe mit Kohlefaser als Leuchtkörper. 1892 Edison erfand die „Kohlefaserfilament-Herstellungstechnologie für Glühlampen“ und erhielt ein US-Patent (Patent Nr. 470925). Man kann sagen, dass Edison die früheste Kommerzialisierung von Kohlenstofffasern erfunden hat.

Ja, wir wissen, dass Edison die erste Person war, die Kohlefaser kommerziell verwendete, aber was genau ist eine Kohlefaserplatte in Schuhen?

Was ist die Kohlefaserplatte in Schuhen?

In den frühen 1950er Jahren, aufgrund der Entwicklung von Raketen, Raum- und Luftfahrt und anderen Spitzentechnologien, der dringende Bedarf an neuen Materialien mit hoher spezifischer Festigkeit, hohem spezifischem Modul und Hochtemperaturbeständigkeit, zusätzlich zur Verwendung von Vorläuferfasern als Rohstoffe können durch Wärmebehandlung zu Kohlenstofffaser-Endlosfilamenten verarbeitet werden. Dieser Prozess legte den Grundstein für die Industrialisierung von Kohlenstofffasern.

Kohlefaser besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffelementen und hat die Eigenschaften Hochtemperaturbeständigkeit, Reibungswiderstand, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Es hat eine faserige Form und eine weiche Textur und kann zu verschiedenen Stoffen verarbeitet werden. Die Dichte von Kohlenstofffasern ist sehr gering, daher sind die spezifische Festigkeit und der spezifische Modul sehr hoch. Der Durchmesser von Kohlefaser beträgt nur 5 Mikrometer, was einem Zehntel bis einem Zwölftel eines Haares entspricht, ist aber mehr als viermal stärker als Aluminium.

Aufgrund ihrer Vorteile von leichterer Masse, Zähigkeit, mehr Flexibilität und guter Ermüdungsbeständigkeit wurde die Carbonplatte dann in Basketballschuhen und Fußballschuhen verwendet, um Verletzungen von Spielern bei scharfen Stopps und Kurven, schneller Beschleunigung, Richtungsänderungen und anderem zu verhindern Bewegungen, und um den Schuh zu stabilisieren und das Fußgewölbe gegen Torsion zu stützen.

Warum hilft die Kohlefaserplatte in Schuhen Menschen, schneller zu laufen?

Wenn Carbonplatten in Rennschuhen verwendet werden, stärken sie nicht nur die Zwischensohlenstruktur und sorgen für Stabilität des Fußgewölbes. Sie bewirken auch noch etwas Erstaunlicheres: erhöhte Flexibilität, kraftvoller Schub, verbesserte Laufeffizienz und Energieeinsparungen für den Läufer, und diese aufregenden Beschreibungen sind nicht übertrieben. Viele von denen, die sie tragen, haben Laufgeschwindigkeitslegenden.

Bei der Broken Two Challenge 2017 lief Kipchoge 2 Stunden und 25 Sekunden in Nikes ersten Laufschuhen mit Carbonplatten, dem VaporFly Elite, was für Aufruhr sorgte, und seitdem sind Laufschuhe mit Carbonplatten in unser Blickfeld gerückt.

Klingt gut? Nicht so schnell, tauchen wir ein, warum Kohlefaser uns wirklich schneller laufen lässt:

Denn das Grundprinzip von Carbonplatten zur Verbesserung der Laufeffizienz besteht darin, die Beugung der Großzehengrundgelenke während des Laufens zu reduzieren, wenn der Fuß landet – sich abhebt – und vom Boden abstößt, die Beugung der gesamten Mittelsohle des Laufens von vorne nach hinten Schuh ist sehr klein und verlässt sich mehr auf die Hebekraft der Achillessehne und der Beinmuskulatur.

Mechanisch entspricht der Vorgang des Landens – Abstoßen und Abheben – dem Aufhebeln eines Hebels. Der Drehpunkt des Hebels ist das Fersenbein – in normalen Laufschuhen beugt sich das Großzehengrundgelenk in dem Moment, in dem Sie sich vom Boden abstoßen (den Hebel abhebeln), und dieses Verhalten absorbiert (verschwendet) Energie. An diesem Punkt ist der Abstand des Widerstandsarms der Abstand vom Fersenbein bis zur Vorderseite des Mittelfußknochens, der relativ kurz ist; Beim Tragen von Karbonfaser-Laufschuhen beugt sich das Großzehengrundgelenk weniger (reduzierter Energieverbrauch), an diesem Punkt erstreckt sich der Widerstandsarm bis zum Zehenknochen, was eine längere Strecke ist.

Der längere Weg des Widerstandsarms erfordert mehr Kraft (Achillessehne und Bein-/Hüftheben), um den Hebel zu hebeln, mit dem Ergebnis, dass bei jedem Schritt zwischen dem Landen und Verlassen des Bodens so wenig Energie wie möglich verschwendet wird und die Schrittlänge wird länger, weil der Auftrieb ausgeprägter ist.

Beim ersten Anziehen von Carbon-Rennschuhen verändert sich dadurch meist deine Laufhaltung stark: Du spürst die Carbonplatte beim Vorwärtsschreiten deutlicher, das Beugen der Mittelfußzehen fällt dir trotz weicher Zwischensohle schwerer , werden Sie sich besser daran gewöhnen, die Mittelsohle mit Ihrem Vorderfuß zu drücken, und Ihre Schrittlänge wird sich im Vergleich zu jedem Tag deutlich größer anfühlen.

Toll? Werfen wir einen Blick darauf, wie Kohlefaser jetzt in Schuhen hergestellt wird.

Wie werden die Kohlefaserplatten der Schuhe hergestellt?

Was wir „Carbon Plate“ nennen, sollte eigentlich Kohlenstoffverbund heißen, da es sich um ein Verbundmaterial handelt, das durch das Verbinden von Epoxidharz und Kohlenstofffaserfilamenten gebildet wird, das Glasfaser mit Epoxidharz gemischt sehr ähnlich ist, aber stärker ist. Der Herstellungsprozess von Kohlefaserfilamenten ist sehr komplex und erfordert ein sehr hohes Maß an Technologie.

Einfach ausgedrückt wird ein Polymer namens Polyacrylnitril zu einem Filament gezogen, das dann bei 2.500 Grad Celsius in Stickstoff carbonisiert wird. Kohleplatten werden zunächst durch Weben von Kohlefasergarnen zu Stoffen gebildet, die dann mit flüssigem Epoxidharz getränkt und gekühlt werden.

Werfen wir einen kurzen Blick darauf, wie die Kohlefaserplatte für die Schuhe mit den Fotos unten hergestellt wird.

Schritt 1: Spezifische Schichten aus gewebtem Stoff, Prepreg und Polymerfolie werden aufeinander gestapelt, um die Platte zu bilden.

Schritt 2: Verfestigen Sie die Platte in einer beheizten Presse.

Schritt 3: Abtrennen bestimmter Komponenten von ausgehärteten Platten durch Aufsprühen von Wasser

Verschiedene Arten von Kohlefaserplatten in Schuhen

Die Carbonplattenformen werden entsprechend den unterschiedlichen Bewegungseigenschaften in vier Kategorien eingeteilt – 2D-Carbonplatte mit voller Sohle, 3D-Carbonplatte mit voller Sohle, partielle 2D-Carbonplatte und partielle 3D-Carbonplatte.

Nr. 1 Vollsohle 2D-Carbonfaserplatte

Vollsohlenspaten-Carbonplatte vom Typ S, da die Form des Spatens wie ein Löffel ist, werden einige Hersteller möglicherweise als Löffeltyp bezeichnet, obwohl der Name anders ist, das Prinzip und das Material jedoch gleich sind.

Denn die Form einer S-förmigen Carbonplatte ist der menschlichen Fußform nachempfunden.

1. Die Zehenknochenposition ist leicht geneigt.
2. Die Metatarsalposition ist unten (d. h. die Unterseite des Löffels).
3. Die Bogenposition ist höher als der Zehenknochen.

Daher ist beim Vorwärtslaufen in einer geraden Linie nach dem Absetzen des Fußes die Kohlenstoffplatte selbst steif, um einen Gegenschub bereitzustellen und die explosive Kraft des gesamten Fußes wiederzugeben.

Nr. 2 Volle Sohle 3D-Carbonfaserplatte

Die durchgehende 3D-Carbonplatte hilft nicht nur beim Abrollen, sondern sorgt auch für Stabilität, während die inneren und äußeren Carbonplatten von Ferse und Vorderfuß eine gewisse Wölbung aufweisen und die 3D-Carbonplatte der Ferse dem Fuß ausreichend Halt gibt um mit komplexem Gelände umzugehen und Läufern besser dabei zu helfen, ihre Geschwindigkeit zu verbessern. Nehmen wir an, eine 3D-Carbonplatte mit voller Sohle ermöglicht eine maximale Integration von Geschwindigkeit und Schutz!

Nr. 3 Teilweise 2D-Kohlefaserplatte

Die Platzierung der partiellen Sohlen-Carbonplatte spiegelt die Differenzierung und Kostenkontrolle gut wider und wird generell in der Vorfuß- oder Fußgewölbeposition platziert, was auch für die entsprechende Stabilität und den Vortrieb sorgt.

Vorfuß-Karbonfaserplatte

Die Vorfuß-Carbonplatte eignet sich besser für Vorfuß- oder Vollsohlenlandeläufer, da die Krümmungsstruktur der Vorfuß-Carbonplatte Läufern ein besseres Abrollgefühl und mehr Energieeinsparung ermöglicht.

Arch Kohlefaserplatte

Die Bogen-Carbonplatte wird hauptsächlich in Basketballschuhen / Laufschuhen verwendet, da aufgrund der hohen Lande- und Vorwärtsrolleigenschaften von Basketball- und Laufsportarten die Beschädigung (oder Übung) des Fußgewölbes größer ist und dann die Unterstützung und der Schutz des Fußgewölbes Fußgewölbe-Carbonplatte, die eine starke Unterstützung und Schutz bieten muss.

Rückfuß-Carbonfaserplatte

Rückfuß-Teilkarbonplatte, hauptsächlich um die Ferse zu stabilisieren und sicherzustellen, dass die Ferse während des Laufvorgangs nicht leicht zu schütteln ist.

Linke und rechte Seitenplatte aus Kohlefaser

Die Carbonplatte des linken und rechten Seitenstreifens wird hauptsächlich in Trailrunning-Schuhen verwendet, da Trailrunning komplexer ist als Straßenlaufen und der größte Teil des Geländes aus Sand und Kies besteht. Aufgrund dieser spezifischen Umgebung muss die Carbonplatte die Anpassungsfähigkeit erfüllen zur Outdoor-Geländevariabilität und Härteunterstützung zugleich.

Zwei lange X-förmige 2D-Carbonplatten sind in die linke und rechte Seite der Mittelsohle eingebaut, genau wie das Einzelradaufhängungssystem eines Autos, das den Vorder- und Rückfuß in vier Richtungen schützt.

Nr. 4 Teilweise 3D-Kohlefaserplatte

Die dreidimensionale Carbonplatte wird hauptsächlich in der Seiten- oder Bogenposition der Basketballschuhe verwendet, um den verschiedenen Durchbrüchen, Richtungsänderungen, scharfen Stopps, Sprungschüssen, Scrambles, Rückzügen und anderen Aktionen der Basketballspieler zu entsprechen, um das Übermaß zu schützen und zu reduzieren Belasten Sie das Fußgewölbe, widerstehen Sie Torsion, reduzieren Sie Knöchelverletzungen, außerdem verformen sich die Schuhe nicht leicht.

Im Allgemeinen gibt es eine gewisse Kletterflexion in der Fußgewölbeposition und dann eine gewisse Streckung des Vorder- und Rückfußes.

Schlussfolgerungen

In diesem Artikel haben wir Sie durch alles geführt, was mit Kohlefaser und Kohlefaserplatten in Schuhen zu tun hat, die Vorteile und Herstellungsverfahren sowie verschiedene Arten von Kohlefaserplatten in Schuhen. Darüber hinaus ist das Kohlefaserplattenmaterial aufgrund seiner leichten, launischen und starken Eigenschaften bei weitem das beste in der Branche.

Um es noch deutlicher zu machen, um zu beurteilen, ob die Konfiguration eines Sportschuhs gut ist oder nicht, ist eine Karbonfaserplatte ein großes Plus und kann mehr Verbraucher zum Kauf dieses Schuhs bewegen. Die Hauptaufgabe der Kohlefaserplatte in Schuhen ist die Anti-Torsion, das heißt, ein starkes Verdrehen der Zwischensohle der Sportschuhe / Turnschuhe zu verhindern. Dieses Verbundmaterial ermöglicht es Ihnen, die Stabilität des Schuhs beizubehalten, wenn Sie einen dramatischen Richtungswechsel machen, und ist in der Lage, Sportlern einen effektiven Schub zu geben, um die Reaktionszeit zu verbessern und ihre Laufgeschwindigkeit zu beschleunigen.