2018年韓國(guó)平昌冬奧會(huì)開(kāi)幕在即，世界各國(guó)的運(yùn)動(dòng)健將們將在諸多冰雪項(xiàng)目中沖破自我、挑戰(zhàn)極限。對(duì)于一個(gè)競(jìng)技項(xiàng)目而言，運(yùn)動(dòng)員的身體素質(zhì)和后天訓(xùn)練固然重要，選擇合適的運(yùn)動(dòng)器材也是通向成功的重要因素之一。以滑雪板為例，其制備材料經(jīng)歷了多次更迭，直至上世紀(jì)下半葉，玻纖復(fù)合材料首次被用于生產(chǎn)滑雪板。自此之后，便成為運(yùn)動(dòng)器材商的寵兒。
K2 Sports公司工程和研發(fā)副總裁Dodd Grande表示說(shuō)，復(fù)合材料在滑雪運(yùn)動(dòng)上的應(yīng)用和發(fā)展源自滑雪愛(ài)好者的不同運(yùn)動(dòng)需求。高山滑雪（Alpine Ski）的愛(ài)好者主要以重力作為驅(qū)動(dòng)，而極限荒野滑雪（Backcountry Ski）的愛(ài)好者則依賴自身作為前進(jìn)的動(dòng)力，二者的區(qū)別決定了他們對(duì)滑雪板材質(zhì)有著不同的要求。
高山滑雪（Apline Ski）
Grande表示說(shuō)，適用于高山滑雪的滑雪板種類很多，但以鋁材和復(fù)合材料二者的混用為主流，并且多以環(huán)氧膠黏劑作為粘結(jié)材料，因?yàn)檫@是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的最佳方案。
很多高山滑雪板的板心使用木材或聚氨酯來(lái)生產(chǎn)，邊緣使用鋼材，基座大都采用超高分子量（UHMW）聚乙烯。燒結(jié)之后，經(jīng)過(guò)連續(xù)模壓工藝（CCM）或人工切割打磨而成。
美國(guó)猶他州鹽湖城DPS Skis公司是目前是行業(yè)領(lǐng)先地位的滑雪板生產(chǎn)者，該公司采用的是純-碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)工藝。DPS Skis官網(wǎng)宣稱，盡管業(yè)內(nèi)很多其他公司也表示使用這種工藝，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中卻混用了玻璃纖維。
DPS市場(chǎng)經(jīng)理Alex Hunt表示說(shuō)，使用碳纖維不僅有減重的效果，還可以幫助制造商更精準(zhǔn)地控制滑雪板的抗扭剛度，給予運(yùn)動(dòng)員更好地操控體驗(yàn)。相較于玻纖復(fù)合材料滑雪板而言，碳纖維的抗疲勞性更勝一籌。另外，使用“預(yù)浸料”這種標(biāo)準(zhǔn)半成品能最大程度減少人工配比時(shí)的誤差，保證滑雪板各個(gè)位置上性能的一致性。
當(dāng)然，上述比較并非表明玻纖復(fù)合材料滑雪板一無(wú)是處。“事實(shí)上，除了稍稍重了一些之外，它也具備很多碳纖維復(fù)合材料滑雪板的優(yōu)點(diǎn)。”Wagner Custom Ski公司創(chuàng)始人Pete Wagner表示說(shuō)。
“事實(shí)上，對(duì)于一支滑雪板來(lái)說(shuō)，質(zhì)量越大越容易發(fā)力，滑行時(shí)更加連貫和順暢。”Wagner解釋道，“同時(shí)，質(zhì)量較大的滑雪板也更容易穿越一些起伏的、狀況較為復(fù)雜的雪面，同時(shí)還意味著抗震性更好，體驗(yàn)更佳。”
在設(shè)計(jì)一款滑雪板的時(shí)候，Wagner Custom Skis公司準(zhǔn)備了大約100種備選材料。所有Wagner生產(chǎn)的滑雪板都是以超高模量聚乙烯作為基座、以木材作為核心，通過(guò)玻纖復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料或者二者的混合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)。Wagner公司采用的是濕法鋪層工藝，樹(shù)脂在氣動(dòng)壓機(jī)中進(jìn)行加熱、固化、成型。
“我們采用是電腦控制下的自動(dòng)化批量生產(chǎn)與傳統(tǒng)的手工打磨相結(jié)合的方式。這是現(xiàn)代工藝和傳統(tǒng)工藝的完美結(jié)合。”
盡管Wagner Custom Skis以生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料滑雪板見(jiàn)長(zhǎng)，但它同時(shí)也是玻纖復(fù)合材料的重要推廣者。“玻璃纖維是生產(chǎn)滑雪板的絕佳材料，重量輕、強(qiáng)度高、扭轉(zhuǎn)剛度高、減震性能優(yōu)異。”
極限荒野滑雪（Backcountry Ski）和登山滑雪（Alpine Touring）
Wagner方面表示說(shuō)，當(dāng)行至上坡路段甚至是在進(jìn)行垂直攀爬時(shí)，碳纖維復(fù)合材料滑雪板可以極大減少運(yùn)動(dòng)員的能量消耗。Grande相信，在過(guò)去的3-5年中，碳纖維復(fù)合材料在滑雪界備受歡迎。這是因?yàn)槿藗兊呐d趣不再局限于常規(guī)雪場(chǎng)，越來(lái)越多的愛(ài)好者將視線投向了人跡罕至的荒山野嶺?！ ?/div>
“那么怎樣才能控制滑雪板的重量呢？人們自然而然想到了碳纖維。”Grande解釋說(shuō)。與此同時(shí)，登山滑雪作為一種新興的運(yùn)動(dòng)方式開(kāi)始走入人們的視線（先徒步登上高山然后順山勢(shì)滑下）。
新西蘭C6 Skis公司所生產(chǎn)的滑雪板專為極限荒野滑雪和登山滑雪而設(shè)計(jì)。C6公司采用的是熱壓罐固化碳纖維預(yù)浸料工藝（ACCP）。一般情況下，生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料滑雪板采用的是濕法鋪層工藝，將碳布浸漬于樹(shù)脂中，壓合后進(jìn)行加熱固化。但在C6公司創(chuàng)始人Craig Stirling眼中，這種方式會(huì)產(chǎn)生多余的重量。
C6公司使用的是由固瑞特提供的碳纖維單向預(yù)浸料，在一個(gè)四方形的模具中進(jìn)行鋪層。其中，在三明治結(jié)構(gòu)的上半部分，包含了一層碳纖維斜紋布。C6公司對(duì)上下兩個(gè)半層進(jìn)行切割，以契合滑雪板的外觀要求。然后，上半部分裝入陽(yáng)模、下半部分放到1.4毫米聚乙烯基座上之后裝入陰模，再一起裝入真空袋，送入熱壓罐中，在80攝氏度、7個(gè)大氣壓條件下進(jìn)行固化。最后脫模成型。
挑戰(zhàn)和前景
盡管有很多滑雪從業(yè)者為碳纖維預(yù)浸料站臺(tái)，但必須認(rèn)識(shí)到，過(guò)分追求滑雪板的“彈性”可能導(dǎo)致行進(jìn)過(guò)程變得非常“顛簸”，降低了運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)。同時(shí)，Alex Hunt還承認(rèn)，作為一種材料，碳纖維很難加工處理，用其制得的滑雪板的形狀也很難控制。因?yàn)槔鋮s狀態(tài)下，碳纖維和樹(shù)脂之間的結(jié)合便不那么緊密了。上述種種缺陷，最終會(huì)影響滑雪板的生產(chǎn)進(jìn)度。
綜上所述，在找到有效的低成本碳纖維制備方法之前，碳纖維復(fù)合材料很難在運(yùn)動(dòng)行業(yè)里有大的作為。這一點(diǎn)與其在其他應(yīng)用領(lǐng)域中面臨的處境頗為相似。市場(chǎng)咨詢公司Lucintel的分析表明，與其他行業(yè)相比，碳纖維在運(yùn)動(dòng)行業(yè)推廣的速度稍顯緩慢。然而Grande表示說(shuō)，隨著登山滑雪這一新興運(yùn)動(dòng)形式的風(fēng)靡，以及人們追求更大尺寸滑雪板的趨勢(shì)，碳纖維或許將迎來(lái)在運(yùn)動(dòng)行業(yè)中更加快速的發(fā)展。
復(fù)合材料滑雪板的簡(jiǎn)史
根據(jù)國(guó)際滑雪歷史協(xié)會(huì)（ISHA）的記載，世界上第一支玻纖復(fù)合材料高山滑雪板誕生于加拿大蒙特利爾，由工程師Fred Langendorf和Art Molnar發(fā)明，并注冊(cè)了Toni Sailer的商標(biāo)名。三年之后，Bill和Don Kirschner創(chuàng)辦了K2 Sports公司，開(kāi)始生產(chǎn)自主品牌的玻纖復(fù)合材料滑雪板。1967年，Art Molnar離開(kāi)Fred Langendorf轉(zhuǎn)而投奔K2 Sports公司，并研發(fā)出一款使用了泡沫芯材的玻纖復(fù)合材料滑雪板。到1968年，玻璃纖維取代木材和鋁材，成為障礙滑雪和大多數(shù)娛樂(lè)滑雪使用的滑雪板材料。1970年，玻纖復(fù)合材料進(jìn)入越野滑雪領(lǐng)域。
20世紀(jì)七十年代，滑雪界對(duì)復(fù)合材料做出設(shè)計(jì)優(yōu)化和改良。玻纖預(yù)浸料的使用提高了生產(chǎn)效率，但卻十分昂貴；S級(jí)玻纖取代E級(jí)玻纖成為濕法鋪層工藝中使用的材料；同時(shí)，人們還在玻纖中混入少量的kevlar芳綸、碳纖維、陶瓷纖維和其他高強(qiáng)度材料來(lái)提升滑雪板的整體強(qiáng)度、彈性、抗震性等等。燒結(jié)聚乙烯取代了擠出聚乙烯，成為滑雪板基座的使用材料。
現(xiàn)存最古老的北歐式滑雪品牌名為Biri，由挪威Madchus公司創(chuàng)立，后于1988年被K2 Sports公司收購(gòu)。自1906年起，Madshus開(kāi)始從事北歐式滑雪板的設(shè)計(jì)，并于1974年開(kāi)始生產(chǎn)玻纖復(fù)合材料滑雪板。1979年，Madshus引入了雙抗扭箱的設(shè)計(jì)理念，奠定了當(dāng)下世界上絕大多數(shù)滑雪板的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
1989年，Bucky Kashiwa公司推出首個(gè)商業(yè)量產(chǎn)的鋼制滑雪板Volant Skis。初期獲得了一些成功，但因?yàn)槿斯こ杀咎叨?001年迅速衰落，工廠被迫遷往奧地利。部分生產(chǎn)設(shè)備被David Goode購(gòu)買，并用來(lái)生產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料滑雪板。2005年，DPS公司推出了世界首款（同時(shí)也是北美地區(qū)唯一一款）純粹使用碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)的三明治結(jié)構(gòu)滑雪板。時(shí)至今日，碳纖維預(yù)浸料在滑雪運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用正呈現(xiàn)日漸上升的態(tài)勢(shì)。
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