Riepilogo: Tra i materiali più popolari per le suole delle scarpe che conosciamo ci sono Gomma, TPU, TPR, EVA e Phylon, e sono piuttosto importanti nelle calzature perché la maggior parte delle nostre scarpe include questi materiali. Ma cosa è Piastra in fibra di carbonio nelle scarpe? In questo articolo parleremo delle proprietà di questo materiale innovativo, di come è realizzato, dei suoi vantaggi, dei diversi tipi di lastre di carbonio e di tutto ciò che è correlato.
Sommario
Chi ha inventato la fibra di carbonio?
Prima di sapere cos'è la piastra in fibra di carbonio nelle scarpe, dovremmo prima sapere chi è la prima persona che ha inventato la fibra di carbonio.
Sir Jo⁃seph Wilson Swan (1828-1914), chimico e fisico inglese, inventò la lampada ad incandescenza con un filo di platino come corpo luminoso. Per risolvere il problema che il filo di platino non era resistente al calore, Swan ha utilizzato una sottile striscia di carta carbonizzata invece del filo di platino. Nel 1860 Swan inventò una lampada a filamento di carbonio semi-vuoto con una striscia di carta carbone come corpo luminoso, che era il prototipo della lampada a incandescenza. Swan ha inventato la lampada a incandescenza 20 anni prima di Thomas Alva Edison (1847-1931). A causa dell'immaturità della tecnologia del vuoto all'epoca, la lampada non ebbe una lunga vita. Alla fine degli anni 1870, fu sviluppata la tecnologia del vuoto, Swan inventò una lampada a incandescenza più pratica e nel 1878 ottenne un brevetto per la lampada a incandescenza.
Nel 1879 Edison acquistò il brevetto e inventò la lampada ad incandescenza con fibra di carbonio come corpo luminoso. 1892 Edison inventa la “tecnologia di produzione di filamenti in fibra di carbonio per lampadine a incandescenza e ottiene un brevetto statunitense (brevetto n. 470925). Si può dire che Edison abbia inventato la prima commercializzazione della fibra di carbonio.
Sì, sappiamo che Edison è stata la prima persona a utilizzare commercialmente la fibra di carbonio, ma cos'è esattamente la piastra in fibra di carbonio nelle scarpe?
Qual è la piastra in fibra di carbonio nelle scarpe？
All'inizio degli anni '50, a causa dello sviluppo di razzi, spazio e aviazione e altre tecnologie all'avanguardia, l'urgente necessità di nuovi materiali con elevata resistenza specifica, alto modulo specifico e resistenza alle alte temperature, inoltre, l'uso di le fibre precursori come materie prime mediante processo di trattamento termico possono essere trasformate in filamenti continui in fibra di carbonio, questo processo ha gettato le basi per l'industrializzazione della fibra di carbonio.
La fibra di carbonio è composta principalmente da elementi di carbonio e ha le caratteristiche di resistenza alle alte temperature, resistenza all'attrito, conduttività termica e resistenza alla corrosione. La sua forma è fibrosa e la sua consistenza è morbida e può essere lavorata in vari tessuti. La densità della fibra di carbonio è molto bassa, quindi la forza specifica e il modulo specifico sono molto alti. Il diametro della fibra di carbonio è di soli 5 micron, equivalente da un decimo a un dodicesimo di un capello, ma è più di quattro volte più resistente dell'alluminio.
Grazie ai suoi vantaggi di massa più leggera, più dura, maggiore flessibilità e buona resistenza alla fatica, la piastra in carbonio è stata quindi utilizzata nelle scarpe da basket e da calcio per prevenire lesioni ai giocatori in brusche frenate e curve, rapide accelerazioni, cambi di direzione e altri movimenti e per stabilizzare la scarpa e sostenere l'arco contro la torsione.
Perché la piastra in fibra di carbonio nelle scarpe aiuta le persone a correre più velocemente?
Quando le piastre in carbonio vengono utilizzate nelle scarpe da corsa, non si limitano a rafforzare la struttura dell'intersuola e forniscono stabilità al supporto dell'arco plantare. Fanno anche qualcosa di ancora più sorprendente: maggiore flessibilità, spinta potente, migliore efficienza di corsa e risparmio energetico per il corridore, e queste eccitanti descrizioni non sono esagerate. Molti di coloro che li indossano hanno leggende della velocità di corsa.
Nella Broken Two Challenge 2017, Kipchoge ha corso per 2 ore e 25 secondi indossando le prime scarpe da corsa Nike con piastra in carbonio VaporFly Elite, provocando un putiferio, e da allora le scarpe da corsa con piastra in carbonio sono entrate nel nostro campo visivo.
Suona bene? Non così in fretta, scopriamo perché la fibra di carbonio ci fa davvero correre più veloci:
Poiché il principio di base delle piastre in carbonio per migliorare l'efficienza della corsa è ridurre la flessione delle articolazioni metatarso-falangee durante la corsa, quando il piede atterra – si solleva – e si solleva da terra, la flessione anteriore-posteriore dell'intera intersuola della scarpa da corsa scarpa è molto piccola, basandosi maggiormente sulla forza di sollevamento del tendine d'Achille e dei muscoli delle gambe.
Meccanicamente parlando, il processo di atterraggio - spinta e sollevamento - è equivalente al processo di fare leva su una leva. Il fulcro della leva è l'osso del tallone: nelle normali scarpe da corsa, nel momento in cui spingi da terra (fai leva sulla leva), l'articolazione metatarso-falangea si flette e questo comportamento assorbe (spreca) energia. A questo punto, la distanza del braccio di resistenza è la distanza dal calcagno alla parte anteriore del metatarso, che è relativamente breve; quando si indossano scarpe da corsa in fibra di carbonio, l'articolazione metatarso-falangea si flette meno (riducendo il consumo di energia), a quel punto il braccio di resistenza si estende fino all'osso del piede, che è una distanza maggiore.
La maggiore distanza del braccio di resistenza richiede più forza (tendine d'Achille e sollevamento gamba/anca) per fare leva sulla leva, con il risultato che viene sprecata la minor quantità di energia possibile in ogni passo tra l'atterraggio e l'uscita dal suolo, e la lunghezza del passo diventa più a lungo perché la portanza è più pronunciata.
Di conseguenza, quando indossi per la prima volta le scarpe da corsa in carbonio, la tua postura di corsa cambierà di solito fortemente: sentirai la piastra in carbonio più chiaramente mentre avanzi, troverai più difficile flettere le dita metatarsali nonostante l'intersuola morbida , ti abituerai di più a spingere l'intersuola con l'avampiede e la lunghezza del tuo passo sarà significativamente maggiore rispetto a tutti i giorni.
Sorprendente? Diamo un'occhiata a come viene prodotta la fibra di carbonio nelle scarpe ora.
Come sono realizzate le piastre in fibra di carbonio delle scarpe?
Quello che chiamiamo “Carbon Plate” dovrebbe in realtà essere chiamato composito di carbonio, perché è un materiale composito formato dall'unione di resina epossidica e filamenti di fibra di carbonio, che è molto simile alla fibra di vetro mescolata con resina epossidica, ma più resistente. Il processo di fabbricazione dei filamenti in fibra di carbonio è molto complesso e richiede un altissimo livello tecnologico.
In poche parole, un polimero chiamato poliacrilonitrile viene aspirato in un filamento, che viene poi carbonizzato in azoto a 2.500 gradi Celsius. I fogli di carbonio vengono prima formati intrecciando fili di fibra di carbonio in tessuto, quindi immergendoli e raffreddandoli con resina epossidica liquida.
Diamo una rapida occhiata a come viene realizzata la piastra in fibra di carbonio per le scarpe con le foto qui sotto.
Passaggio 1: strati specifici di tessuto, prepreg e pellicola polimerica vengono impilati insieme per formare il pannello.
Passaggio 2: solidificare il pannello in una pressa riscaldata.
Fase 3: Taglio di componenti specifici dai pannelli polimerizzati spruzzando acqua
Diversi tipi di piastre in fibra di carbonio nelle scarpe
Le forme della piastra in carbonio sono suddivise in quattro categorie in base alle diverse proprietà di movimento: piastra in carbonio 2D a suola intera, piastra in carbonio 3D a suola intera, piastra in carbonio 2D parziale e piastra in carbonio 3D parziale.
No.1 Piastra in fibra di carbonio 2D a suola intera
Piastra in carbonio a vanga a suola piena di tipo S, poiché la forma della vanga è come un cucchiaio, alcuni produttori possono essere chiamati tipo a cucchiaio, sebbene il nome sia diverso, ma il principio e il materiale sono gli stessi.
Perché la forma di una piastra in carbonio a forma di S è progettata in base alla forma del piede umano.
- La posizione dell'osso del piede è leggermente inclinata.
- La posizione del metatarso è in basso (cioè il fondo del cucchiaio).
- La posizione dell'arco è più alta dell'osso del piede.
Pertanto, quando si corre in avanti in linea retta, dopo che il piede è stato abbassato, la piastra di carbonio stessa è rigida per fornire una controspinta e restituire la forza esplosiva dell'intero piede.
No.2 Piastra in fibra di carbonio 3D a suola intera
La piastra in carbonio 3D a suola intera non solo aiuta a spingere il rotolo, ma garantisce anche stabilità, mentre le piastre in carbonio interne ed esterne del tallone e dell'avampiede hanno un certo rigonfiamento e la piastra in carbonio 3D del tallone offre un supporto sufficiente al piede per affrontare terreni complessi e aiutare meglio i corridori a migliorare la loro velocità. Diciamo che una piastra in carbonio 3d a suola piena consente la massima integrazione di velocità e protezione!
No.3 Piastra parziale in fibra di carbonio 2D
Il posizionamento della piastra in carbonio della suola parziale è un buon riflesso della differenziazione e del controllo dei costi ed è generalmente posizionato nella posizione dell'avampiede o dell'arco plantare, che fornisce anche la stabilità e la propulsione corrispondenti.
Piastra in fibra di carbonio sull'avampiede
La piastra in carbonio dell'avampiede è più adatta per i corridori di atterraggio dell'avampiede o della suola completa poiché la struttura della curvatura della piastra in carbonio dell'avampiede consente ai corridori di avere una maggiore sensazione di rotolamento e un maggiore risparmio energetico.
Piastra in fibra di carbonio ad arco
La piastra in carbonio dell'arco viene utilizzata principalmente nelle scarpe da basket/scarpe da corsa, a causa delle elevate proprietà di atterraggio e rotolamento in avanti del basket e degli sport di corsa, il danno (o l'esercizio) all'arco del piede è maggiore, e quindi il supporto e la protezione del La piastra in carbonio dell'arco plantare è tale da offrire un forte sostegno e protezione.
Piastra in fibra di carbonio sul retropiede
Piastra in carbonio parziale sul retropiede, principalmente per svolgere il ruolo di stabilizzare il tallone e garantire che il tallone non sia facile da scuotere durante il processo di corsa.
Piastra in fibra di carbonio lato destro e sinistro
La piastra in carbonio della striscia laterale sinistra e destra viene utilizzata principalmente nelle scarpe da trail running, poiché il trail running è più complesso della corsa su strada e la maggior parte del terreno è sabbia e ghiaia, a causa di questo ambiente specifico, la piastra in carbonio deve soddisfare l'adattabilità alla variabilità del terreno all'aperto e al supporto della durezza allo stesso tempo.
Due lunghe piastre in carbonio 2D a forma di X sono integrate nei lati sinistro e destro dell'intersuola, proprio come il sistema di sospensione indipendente di un'auto, proteggendo la parte anteriore e posteriore del piede in quattro direzioni.
No.4 Piastra in fibra di carbonio 3d parziale
La piastra tridimensionale in carbonio viene utilizzata principalmente nella posizione laterale o ad arco delle scarpe da basket per adattarsi alle varie scoperte, cambi di direzione, arresti acuti, tiri in sospensione, arrampicate, ritiri e altre azioni dei giocatori di basket per proteggere e ridurre l'eccessivo caricare sull'arco, resistere alla torsione, ridurre le lesioni alla caviglia, inoltre, le scarpe non si deformano facilmente.
Generalmente, c'è una certa flessione in arrampicata nella posizione dell'arco, e poi una certa estensione dell'avampiede e del retropiede.
Conclusioni
In questo articolo, ti abbiamo illustrato tutto ciò che riguarda la fibra di carbonio e le piastre in fibra di carbonio nelle scarpe, i vantaggi, i processi di produzione e i diversi tipi di piastre in fibra di carbonio nelle scarpe. Inoltre, il materiale della piastra in fibra di carbonio è di gran lunga il migliore del settore, grazie alle sue proprietà leggere, capricciose e resistenti.
Facciamo ancora più chiarezza, per giudicare se la configurazione di una scarpa sportiva è buona o meno, avere una piastra in fibra di carbonio è un grande vantaggio e può attrarre più consumatori ad acquistare questa scarpa. Il ruolo principale della piastra in fibra di carbonio nelle scarpe è anti-torsione, ovvero evitare che l'intersuola delle scarpe sportive/sneakers si attorcigli fortemente. Questo materiale composito ti consente di mantenere la stabilità della scarpa quando fai un salto di direzione drammatico ed è in grado di fornire una spinta efficace agli atleti per migliorare i tempi di reazione e accelerare la loro velocità di corsa.
Iscriviti per sapere prima
Tieniti aggiornato con le nostre ultime novità e prodotti.
