Резюме: Среди самых популярных материалов для подошвы обуви, которые мы знаем, — резина, ТПУ, ТПР, ЭВА и филон, и они очень важны для обуви, потому что большинство нашей обуви включает эти материалы. Но что такое Пластина из углеродного волокна в обуви? В этой статье мы обсудим свойства этого инновационного материала, как он производится, его преимущества, различные виды карбоновых пластин и все, что с этим связано.
Оглавление
Кто изобрел углеродное волокно?
Прежде чем узнать, что такое пластина из углеродного волокна в обуви, мы должны сначала узнать, кто первым изобрел углеродное волокно.
Сэр Джозеф Уилсон Свон (1828-1914), английский химик и физик, изобрел лампу накаливания с платиновой проволокой в качестве светящегося тела. Чтобы решить проблему, связанную с тем, что платиновая проволока не была термостойкой, Свон использовал тонкую полоску карбонизированной бумаги вместо платиновой проволоки. В 1860 году Свон изобрел полувакуумную лампу с угольной нитью накаливания с полоской из копировальной бумаги в качестве светящегося тела, которая стала прототипом лампы накаливания. Свон изобрел лампу накаливания на 20 лет раньше, чем Томас Алва Эдисон (1847-1931). Из-за незрелости вакуумных технологий в то время лампа не прожила долго. В конце 1870-х годов была разработана вакуумная технология, Свон изобрел более практичную лампу накаливания, а в 1878 году получил патент на лампу накаливания.
В 1879 году Эдисон купил патент и изобрел лампу накаливания с углеродным волокном в качестве светящегося тела. 1892 г. Эдисон изобрел «технологию изготовления нити из углеродного волокна для лампы накаливания» и получил патент США (патент № 470925). Можно сказать, что Эдисон изобрел самую раннюю коммерциализацию углеродного волокна.
Да, мы знаем, что Эдисон стал первым человеком, который начал использовать углеродное волокно в коммерческих целях, но что такое пластина из углеродного волокна в обуви?
Что такое пластина из углеродного волокна в обуви?
В начале 1950-х годов в связи с развитием ракетной, космической и авиационной и другой передовой техники возникла острая потребность в новых материалах с высокой удельной прочностью, высоким удельным модулем и жаростойкостью, кроме того, использование волокна-предшественники в качестве сырья в процессе термообработки могут быть превращены в непрерывную нить из углеродного волокна, этот процесс заложил основу для индустриализации углеродного волокна.
Углеродное волокно в основном состоит из углеродных элементов и обладает характеристиками жаростойкости, сопротивления трению, теплопроводности и коррозионной стойкости. Его форма волокнистая, а текстура мягкая, и его можно перерабатывать в различные ткани. Плотность углеродного волокна очень низкая, поэтому удельная прочность и удельный модуль очень высоки. Диаметр углеродного волокна составляет всего 5 микрон, что эквивалентно от одной десятой до одной двенадцатой части волоса, но оно более чем в четыре раза прочнее алюминия.
Из-за своих преимуществ в виде более легкой массы, большей прочности, большей гибкости и хорошей устойчивости к усталости углеродная пластина затем использовалась в баскетбольной и футбольной обуви для предотвращения травм игроков при резких остановках и поворотах, быстром ускорении, смене направления и т. д. движений, а также для стабилизации обуви и поддержки свода стопы от скручивания.
Почему пластина из углеродного волокна в обуви помогает людям бегать быстрее?
Когда карбоновые пластины используются в гоночной обуви, они делают больше, чем просто укрепляют структуру межподошвы и обеспечивают устойчивость свода стопы. Они также делают кое-что еще более удивительное: повышенную гибкость, мощную тягу, улучшенную эффективность бега и экономию энергии для бегуна, и эти захватывающие описания не преувеличены. У многих из тех, кто их носит, есть легенды о скорости бега.
В 2017 году в Broken Two Challenge Кипчоге пробежал 2 часа 25 секунд в первых кроссовках Nike с карбоновой пластиной VaporFly Elite, вызвав бурю негодования, и с тех пор кроссовки с карбоновой пластиной вошли в наше поле зрения.
Звучит отлично? Не так быстро, давайте углубимся в то, почему углеродное волокно действительно заставляет нас бежать быстрее:
Поскольку основной принцип использования углеродных пластин для повышения эффективности бега заключается в уменьшении сгибания плюснефаланговых суставов во время бега, когда стопа приземляется — поднимается — и отталкивается от земли, сгибание всей межподошвы беговой дорожки вперед-назад обувь очень мала, больше полагаясь на подъемную силу ахиллова сухожилия и мышц ног.
Говоря механически, процесс приземления — отталкивания и подъема вверх — эквивалентен процессу поддевания рычага. Точкой опоры рычага является пяточная кость — в обычных кроссовках в момент, когда вы отталкиваетесь от земли (поддеваете рычаг), плюснефаланговый сустав сгибается, и это поведение поглощает (тратит впустую) энергию. В этот момент расстояние руки сопротивления представляет собой расстояние от пяточной кости до передней части плюсневой кости, которое относительно короткое; при ношении кроссовок из углеродного волокна плюснефаланговый сустав сгибается меньше (снижается потребление энергии), и в этот момент рука сопротивления простирается до кости пальца ноги, что составляет большее расстояние.
Большее расстояние рычага сопротивления требует большей силы (ахиллово сухожилие и подъем ноги/бедра), чтобы поднять рычаг, в результате чего на каждый шаг между приземлением и отрывом от земли тратится как можно меньше энергии, а длина шага становится меньше. дольше, потому что лифт более выражен.
В результате, когда вы впервые наденете карбоновые кроссовки, ваша поза при беге обычно сильно изменится: вы будете более отчетливо чувствовать карбоновую пластину по мере продвижения вперед, вам будет труднее сгибать плюсневые пальцы, несмотря на мягкую промежуточную подошву. , вы привыкнете толкать межподошву передней частью стопы, а длина вашего шага будет казаться значительно больше, чем каждый день.
Удивительно? Давайте теперь посмотрим, как углеродное волокно производится в обуви.
Как изготавливаются пластины из углеродного волокна для обуви?
То, что мы называем «углеродной пластиной», на самом деле следует называть углеродным композитом, потому что это композитный материал, образованный путем склеивания эпоксидной смолы и нитей из углеродного волокна, который очень похож на стекловолокно, смешанное с эпоксидной смолой, но более прочный. Процесс производства нитей из углеродного волокна очень сложен и требует очень высокого уровня технологии.
Проще говоря, полимер под названием полиакрилонитрил вытягивается в нить, которая затем карбонизируется в азоте при температуре 2500 градусов Цельсия. Углеродные листы сначала формируются путем вплетения нитей из углеродного волокна в ткань, а затем их пропитывания и охлаждения жидкой эпоксидной смолой.
Давайте быстро посмотрим, как изготавливается пластина из углеродного волокна для обуви, на фотографиях ниже.
Шаг 1: Определенные слои тканого материала, препрега и полимерной пленки укладываются вместе, образуя панель.
Шаг 2: Затвердите панель в нагретом прессе.
Шаг 3: Отрезание определенных компонентов от отвержденных панелей путем распыления воды
Различные типы пластин из углеродного волокна в обуви
Формы углеродных пластин делятся на четыре категории в соответствии с различными свойствами движения: полностью подошвенная 2D углеродная пластина, полная подошва 3D углеродная пластина, частичная 2D углеродная пластина и частичная 3D углеродная пластина.
Полная подошва № 1 из 2D-пластины из углеродного волокна
Углеродная пластина с полной подошвой S-типа, поскольку форма лопаты похожа на ложку, некоторых производителей можно назвать типом ложки, хотя название другое, но принцип и материал одинаковы.
Потому что форма S-образной углеродистой пластины разработана в соответствии с формой стопы человека.
- Положение пальцев стопы слегка вздернутое.
- Метатарзальное положение — вниз (то есть дно ложки).
- Положение свода выше кости пальца.
Таким образом, при беге вперед по прямой после того, как стопа опущена, сама углеродная пластина становится жесткой, чтобы обеспечить противодействие и вернуть взрывную силу всей стопы.
№ 2 Полная подошва из 3D-пластины из углеродного волокна
Полноразмерная карбоновая пластина 3D не только помогает продвигать каток, но и обеспечивает устойчивость, в то время как внутренняя и внешняя карбоновые пластины пятки и передней части стопы имеют определенную выпуклость, а 3D карбоновая пластина пятки обеспечивает достаточную поддержку стопы. чтобы справиться со сложной местностью и лучше помочь бегунам улучшить свою скорость. Скажем, полная подошва из 3D-углеродной пластины позволяет максимально интегрировать скорость и защиту!
No.3 Частичная двухмерная пластина из углеродного волокна
Размещение частичной подошвенной углеродистой пластины является хорошим отражением дифференциации и контроля затрат и обычно размещается в передней части стопы или своде стопы, что также обеспечивает соответствующую устойчивость и движение.
Пластина из углеродного волокна в передней части стопы
Углеродная пластина в передней части стопы больше подходит для бегунов, приземляющихся на переднюю часть стопы или на полную подошву, поскольку кривизна структуры карбоновой пластины в передней части стопы позволяет бегунам лучше чувствовать качение и больше экономить энергию.
Арочная пластина из углеродного волокна
Углеродная пластина свода в основном используется в баскетбольных кроссовках / кроссовках, из-за высоких свойств приземления и качения вперед в баскетболе и беговых видах спорта повреждение (или упражнения) свода стопы больше, а затем поддержка и защита Углеродная пластина свода стопы должна обеспечивать надежную поддержку и защиту.
Пластина из углеродного волокна задней части стопы
Частичная углеродистая пластина в задней части стопы, в основном, играет роль стабилизации пятки и гарантирует, что пятка не будет легко трястись во время бега.
Левая и правая боковые пластины из углеродного волокна
Углеродные пластины с левой и правой боковыми полосами в основном используются в кроссовках для трейлраннинга, так как бег по пересеченной местности более сложен, чем бег по дороге, а большая часть местности состоит из песка и гравия, из-за этой специфики окружающей среды карбоновая пластина должна соответствовать адаптируемости. к изменчивости рельефа на открытом воздухе и поддержке жесткости одновременно.
Две длинные X-образные 2D-углеродные пластины встроены в левую и правую стороны межподошвы, как независимая система подвески автомобиля, защищая переднюю и заднюю часть стопы в четырех направлениях.
№ 4 Частичная 3d пластина из углеродного волокна
Трехмерная углеродная пластина в основном используется в боковом или арочном положении баскетбольной обуви, чтобы соответствовать различным прорывам баскетболистов, изменениям направления, резким остановкам, броскам в прыжке, схваткам, отступлениям и другим действиям для защиты и уменьшения чрезмерного нагрузку на свод, сопротивляются кручению, уменьшают травмы голеностопного сустава, к тому же обувь не так легко деформируется.
Как правило, при лазании происходит некоторое сгибание свода стопы, а затем некоторое разгибание переднего и заднего отделов стопы.
Выводы
В этой статье мы рассказали вам обо всем, что связано с углеродным волокном и пластинами из углеродного волокна в обуви, преимуществами и производственными процессами, а также с различными типами пластин из углеродного волокна в обуви. Кроме того, материал пластин из углеродного волокна на сегодняшний день является лучшим в отрасли благодаря своим легким, капризным и прочным свойствам.
Давайте сделаем это еще яснее, чтобы судить о том, хороша конфигурация спортивной обуви или нет, наличие пластины из углеродного волокна является большим плюсом и может привлечь больше потребителей к покупке этой обуви. Основная роль пластины из углеродного волокна в обуви – антиторсионная, то есть не допускать сильного скручивания промежуточной подошвы спортивной обуви/кроссовок. Этот композитный материал позволяет сохранить стабильность обуви при резком изменении направления и способен обеспечить спортсменам эффективную тягу для улучшения времени реакции и увеличения скорости бега.
Подпишитесь, чтобы узнать первым
Держите вас в курсе наших последних новостей и продуктов.
