Resumen: Entre los materiales para suelas de zapatos más populares que conocemos están el caucho, TPU, TPR, EVA y Phylon, y son bastante importantes en el calzado porque la mayoría de nuestros zapatos incluyen estos materiales. Pero que es Placa de fibra de carbono en zapatos? En este artículo hablaremos de las propiedades de este innovador material, cómo se fabrica, sus beneficios, diferentes tipos de placas de carbono y todo lo relacionado.
Tabla de contenido
¿Quién inventó la fibra de carbono?
Antes de saber qué es Carbon Fiber Plate in Shoes, primero debemos saber quién es la primera persona en inventar la fibra de carbono.
Sir Jo⁃seph Wilson Swan (1828-1914), químico y físico inglés, inventó la lámpara incandescente con un alambre de platino como cuerpo luminoso. Para resolver el problema de que el alambre de platino no era resistente al calor, Swan usó una tira delgada de papel carbonizado en lugar de alambre de platino. En 1860, Swan inventó una lámpara de filamento de carbono de semivacío con una tira de papel carbón como cuerpo luminoso, que fue el prototipo de la lámpara incandescente. Swan inventó la lámpara incandescente 20 años antes que Thomas Alva Edison (1847-1931). Debido a la inmadurez de la tecnología de vacío en ese momento, la lámpara no tuvo una vida útil prolongada. A fines de la década de 1870, se desarrolló la tecnología de vacío, Swan inventó una lámpara incandescente más práctica y en 1878 se le otorgó una patente para la lámpara incandescente.
En 1879, Edison compró la patente e inventó la lámpara incandescente con fibra de carbono como cuerpo luminoso. 1892 Edison inventó la “tecnología de fabricación de filamentos de fibra de carbono para bombillas incandescentes y obtuvo una patente estadounidense (patente n.º 470925). Se puede decir que Edison inventó la primera comercialización de fibra de carbono.
Sí, sabemos que Edison se convirtió en la primera persona en usar fibra de carbono comercialmente, pero ¿qué es exactamente la placa de fibra de carbono en los zapatos?
¿Qué es la placa de fibra de carbono en los zapatos?
A principios de la década de 1950, debido al desarrollo de cohetes, espacio y aviación, y otras tecnologías de punta, surgió la urgente necesidad de nuevos materiales con alta resistencia específica, alto módulo específico y resistencia a altas temperaturas, además, el uso de Las fibras precursoras como materias primas mediante el proceso de tratamiento térmico se pueden convertir en filamentos continuos de fibra de carbono, este proceso sentó las bases para la industrialización de la fibra de carbono.
La fibra de carbono se compone principalmente de elementos de carbono y tiene las características de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fricción, conductividad térmica y resistencia a la corrosión. Su forma es fibrosa y su textura es suave, y se puede procesar en varios tejidos. La densidad de la fibra de carbono es muy baja, por lo que la resistencia específica y el módulo específico son muy altos. El diámetro de la fibra de carbono es de solo 5 micrones, equivalente a una décima a una doceava parte de un cabello, pero es más de cuatro veces más fuerte que el aluminio.
Debido a sus ventajas de masa más liviana, más resistente, más flexible y buena resistencia a la fatiga, la placa de carbono se usó luego en zapatos de baloncesto y fútbol para evitar lesiones a los jugadores en paradas y giros bruscos, aceleraciones rápidas, cambios de dirección y otros. movimientos, y para estabilizar el zapato y apoyar el arco contra la torsión.
¿Por qué la placa de fibra de carbono en los zapatos ayuda a las personas a correr más rápido?
Cuando se utilizan placas de carbono en los zapatos de carrera, hacen más que simplemente fortalecer la estructura de la entresuela y brindar estabilidad de soporte para el arco. También hacen algo aún más sorprendente: mayor flexibilidad, empuje potente, eficiencia de carrera mejorada y ahorro de energía para el corredor, y estas emocionantes descripciones no son exageradas. Muchos de los que las llevan tienen leyendas de la velocidad de carrera.
En el Broken Two Challenge de 2017, Kipchoge corrió 2 horas y 25 segundos con las primeras zapatillas de running con placa de carbono de Nike, las VaporFly Elite, lo que provocó un gran revuelo y, desde entonces, las zapatillas de running con placa de carbono han entrado en nuestro campo de visión.
¿Suena bien? No tan rápido, profundicemos en por qué la fibra de carbono realmente nos hace correr más rápido:
Debido a que el principio básico de las placas de carbono para mejorar la eficiencia de la carrera es reducir la flexión de las articulaciones metatarsofalángicas durante la carrera, cuando el pie aterriza, se levanta y se empuja del suelo, la flexión de adelante hacia atrás de toda la entresuela de la carrera. El zapato es muy pequeño y depende más de la fuerza de elevación del tendón de Aquiles y los músculos de las piernas.
Mecánicamente hablando, el proceso de aterrizaje (impulsarse y levantarse) es equivalente al proceso de hacer palanca en una palanca. El punto de apoyo de la palanca es el hueso del talón: en las zapatillas de correr normales, en el momento en que empujas desde el suelo (haces palanca), la articulación metatarsofalángica se flexiona y este comportamiento absorbe (desperdicia) energía. En este punto, la distancia del brazo de resistencia es la distancia desde el hueso del talón hasta la parte delantera del hueso metatarsiano, que es relativamente corta; cuando se usan zapatos para correr de fibra de carbono, la articulación metatarsofalángica se flexiona menos (lo que reduce el consumo de energía), momento en el que el brazo de resistencia se extiende hasta el hueso del dedo del pie, que es una distancia más larga.
La distancia más larga del brazo de resistencia requiere más fuerza (el tendón de Aquiles y la elevación de la pierna/cadera) para hacer palanca en la palanca, con el resultado de que se desperdicia la menor cantidad de energía posible en cada paso entre el aterrizaje y el despegue del suelo, y la longitud de la zancada se vuelve más porque la elevación es más pronunciada.
Como resultado, cuando te calzas por primera vez unas zapatillas de carreras de carbono, tu postura al correr suele cambiar considerablemente: sentirás la placa de carbono con más claridad a medida que avanzas, te resultará más difícil flexionar los dedos metatarsianos a pesar de la entresuela suave , te acostumbrarás más a empujar la entresuela con la parte delantera del pie y la longitud de tu zancada se sentirá significativamente mayor en comparación con todos los días.
¿Asombroso? Echemos un vistazo a cómo se fabrica la fibra de carbono en los zapatos ahora.
¿Cómo se fabrican las placas de fibra de carbono de los zapatos?
Lo que llamamos “Placa de Carbono” en realidad debería llamarse compuesto de carbono, porque es un material compuesto formado por la unión de resina epoxi y filamentos de fibra de carbono, que es muy similar a la fibra de vidrio mezclada con resina epoxi, pero más fuerte. El proceso de fabricación de los filamentos de fibra de carbono es muy complejo y requiere un nivel tecnológico muy alto.
En pocas palabras, un polímero llamado poliacrilonitrilo se dibuja en un filamento, que luego se carboniza en nitrógeno a 2500 grados Celsius. Las láminas de carbono se forman primero tejiendo hilos de fibra de carbono en tela, luego empapándolos y enfriándolos con resina epoxi líquida.
Echemos un vistazo rápido a cómo se hace la placa de fibra de carbono para los zapatos con las fotos a continuación.
Paso 1: Se apilan juntas capas específicas de tela tejida, preimpregnado y película de polímero para formar el panel.
Paso 2: solidifique el panel en una prensa calentada.
Paso 3: Cortar componentes específicos de paneles curados rociando agua
Diferentes tipos de placas de fibra de carbono en zapatos
Las formas de las placas de carbono se dividen en cuatro categorías según las diferentes propiedades de movimiento: placa de carbono 2D de suela completa, placa de carbono 3D de suela completa, placa de carbono 2D parcial y placa de carbono 3D parcial.
No.1 Placa de fibra de carbono 2D de suela completa
Placa de carbono de pala de suela completa tipo S, debido a que la forma de la pala es como una cuchara, algunos fabricantes pueden llamarse tipo de cuchara, aunque el nombre es diferente, pero el principio y el material son los mismos.
Porque la forma de una placa de carbono en forma de S está diseñada de acuerdo con la forma del pie humano.
- La posición del hueso del dedo del pie está ligeramente inclinada.
- La posición del metatarsiano es hacia abajo (es decir, la parte inferior de la cuchara).
- La posición del arco es más alta que el hueso del dedo del pie.
Por lo tanto, cuando se corre hacia adelante en línea recta, después de pisar con el pie, la placa de carbono en sí es rígida para proporcionar contra-empuje y devolver la fuerza explosiva de todo el pie.
No.2 Placa de fibra de carbono 3D de suela completa
La placa de carbono 3D de suela completa no solo ayuda a impulsar el balanceo, sino que también garantiza la estabilidad, mientras que las placas de carbono internas y externas del talón y el antepié tienen un cierto bulto, y la placa de carbono 3D del talón brinda suficiente apoyo al pie. para lidiar con terrenos complejos y ayudar mejor a los corredores a mejorar su velocidad. ¡Digamos que una placa de carbono 3D de suela completa permite la máxima integración de velocidad y protección!
No.3 Placa de fibra de carbono 2D parcial
La colocación de la placa de carbono de la suela parcial es un buen reflejo de la diferenciación y el control de costes y generalmente se coloca en la posición de antepié o arco, lo que también proporciona la estabilidad y propulsión correspondientes.
Placa de fibra de carbono para antepié
La placa de carbono del antepié es más adecuada para corredores con aterrizaje de suela completa o con el antepié, ya que la estructura de curvatura de la placa de carbono del antepié permite a los corredores tener más sensación de rodar y ahorrar más energía.
Placa de fibra de carbono de arco
La placa de carbono del arco se utiliza principalmente en zapatillas de baloncesto/zapatillas para correr, debido a las altas propiedades de aterrizaje y rodadura hacia adelante del baloncesto y los deportes de carrera, el daño (o ejercicio) en el arco del pie es mayor, y luego el soporte y la protección del Placa de carbono para arco de pie tal necesidad de ofrecer un fuerte apoyo y protección.
Placa trasera de fibra de carbono
Placa de carbono parcial en la parte trasera del pie, principalmente para desempeñar el papel de estabilizar el talón y garantizar que el talón no sea fácil de sacudir durante el proceso de carrera.
Placa de fibra de carbono del lado izquierdo y derecho
La placa de carbono de la tira lateral izquierda y derecha se usa principalmente en zapatillas de trail running, ya que la carrera de trail es más compleja que la carrera de carretera, y la mayor parte del terreno es arena y grava, debido a este entorno específico, la placa de carbono debe cumplir con la adaptabilidad. a la variabilidad del terreno al aire libre y soporte de dureza al mismo tiempo.
Dos placas largas de carbono 2D en forma de X están integradas en los lados izquierdo y derecho de la entresuela, al igual que el sistema de suspensión independiente de un automóvil, protegiendo la parte delantera y trasera del pie en cuatro direcciones.
No.4 Placa de fibra de carbono 3d parcial
La placa de carbono tridimensional se utiliza principalmente en la posición lateral o de arco de las zapatillas de baloncesto para que coincida con los diversos avances, cambios de dirección, paradas bruscas, tiros en salto, revueltas, retiradas y otras acciones de los jugadores de baloncesto para proteger y reducir el exceso. Carga en el arco, resiste la torsión, reduce las lesiones de tobillo, además, los zapatos no se deforman fácilmente.
En general, hay cierta flexión de escalada en la posición del arco y luego cierta extensión del antepié y el retropié.
Conclusiones
En este artículo, lo hemos guiado a través de todo lo relacionado con la fibra de carbono y las placas de fibra de carbono en los zapatos, los beneficios y los procesos de fabricación, y los diferentes tipos de placas de fibra de carbono en los zapatos. Además, el material de la placa de fibra de carbono es, con mucho, el mejor de la industria, debido a sus propiedades ligeras, caprichosas y resistentes.
Dejémoslo aún más claro, para juzgar si la configuración de un calzado deportivo es buena o no, tener una placa de fibra de carbono es una gran ventaja y puede atraer a más consumidores a comprar este calzado. La función principal de la placa de fibra de carbono en los zapatos es antitorsión, es decir, evitar que la suela intermedia de los zapatos deportivos/zapatillas se tuerza con fuerza. Este material compuesto le permite mantener la estabilidad del calzado cuando realiza un gran avance en la dirección y puede proporcionar un empuje efectivo para que los atletas mejoren el tiempo de reacción y aceleren su velocidad de carrera.
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