Sporta aprīkojums

Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu pielietošana sporta un atpūtas un galveno ražošanas procesu jomā

Oglekļa šķiedras pielietojums sporta produktos radās 70. gados. Tajā laikā visi koncentrējās uz kosmisko un militāro rūpniecību. Galu galā šāds augstākās klases lauks, it īpaši ASV un padomju kosmosa sacīkstes, satelīti, kosmosa kuģi un mēness nosēšanās programmas šajā periodā, piesaistīja pasaules uzmanību.

Ilgu laiku oglekļa šķiedru kompozītmateriāli ir veiksmīgi iekļuvuši dažādās sporta preču jomās, un sporta preces ir arī rūpniecības nozare oglekļa šķiedras lietošanai un attīstībai pēc kosmiskās aviācijas.

Oglekļa šķiedru kompozītmateriāli ir kļuvuši par izvēlēto materiālu sporta preču nozarē, pateicoties to vieglajam svaram, augstajam stiprumam un lieliskai izturībai pret nogurumu. Iedvesma oglekļa šķiedras sporta preču tirgum nāk no Džima Plūda Amerikas Savienotajās Valstīs, kuru sauc par golfa Edisonu. 1972. gadā Džims Plūdi atklāja, ka oglekļa šķiedras klubu izmantošana var trāpīt golfa bumbiņas par 30 jardiem tālāk nekā Ironiem. Pēc tam oglekļa šķiedra tika reklamēta citos sporta veidos kā metāla materiālu, piemēram, badmintona, tenisa, beisbola, skeitborda, slēpošanas, riteņbraukšanas, airēšanas, loka šaušanas un cita sporta veida, kā arī brīvā laika pavadīšanas sporta veidi, piemēram, zveja.

 

Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu priekšrocības sporta aprīkojumā

Līdz ar sabiedrības progresu cilvēku dzīvesveids tiek vajāts pastāvīgi. Sports ir iekļuvis katra no mums dzīvē. Cilvēku uzmanības centrā ir arī veselīgas un zinātniskas apmācības metodes. Sporta aprīkojuma prasības kļūst arvien augstākas. Arī jaunā sporta aprīkojuma tirgus paplašinās, un arī sporta aprīkojuma materiālu prasības kļūst arvien augstākas. Oglekļa šķiedras un izturības priekšrocības padara to par vēlamo materiālu jauniem sporta aprīkojumam. Tā rezultātā oglekļa šķiedru arvien plaši izmanto sporta aprīkojuma jomā. Kādas ir oglekļa šķiedras priekšrocības sporta aprīkojumā:

(1) Viegls svars

Izņemot īpašos sporta veidus, kuriem ir nepieciešams svars, ja cilvēki vingro izmanto sporta aprīkojumu, jo vieglāks sporta aprīkojums, jo labāk. Viegls svars var dot iespēju vingrotājiem darboties labāk, piemēram, tenisa raketes, klubi, velosipēdi, slēpes utt. Pat daži aprīkojums, kas paļaujas uz citu spēku, izņemot cilvēku spēku, lai viņi kustētos, piemēram, sacīkšu automašīnas un burinieki, ir nepieciešams arī viegls svars, kas var samazināt jaudas prasības un ietaupīt degvielu. Oglekļa šķiedrai šajā sakarā ir neaizvietojamas priekšrocības.

(2) Labas mehāniskās īpašības

Oglekļa šķiedras materiālu īpašo stiprību un specifisko moduli nevar pārspēt ar citiem materiāliem. Tās unikālās mehāniskās īpašības vienkārši atbilst sporta aprīkojuma vajadzībām un ir lieliska izvēle sporta aprīkojumam. Oglekļa šķiedru kompozītmateriāli galvenokārt ir izārstēti un veidoti sveķi, kuriem var būt lielāka loma dizaina apstrādē.

(3) Drošība, higiēna un vides aizsardzība

Oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem ir ne tikai daudz priekšrocību, bet arī videi draudzīgs materiāls ar garantētu higiēnu un drošību. Tie ir jauni materiāli ar īpašiem īpašumiem. Papildus labām mehāniskām īpašībām, spēcīgai plastiskumam un augstajai drošībai, tie ir arī pārstrādājami resursi. Tie ir ļoti videi draudzīgi un viegli pārstrādājami, vienlaikus samazinot izmaksas un ietaupot resursus. Šīs īpašības kļūs par oglekļa šķiedras kompozītmateriālu priekšrocībām, plaši izplatot sporta aprīkojumu.

(4) Augsta plastika

Plastiskums ir viens no pamatnoteikumiem sporta aprīkojuma ražošanai. Plastmasai un oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem ir noteikta plastiskuma pakāpe. Plastmasu un to sakausējumus var apstrādāt un veidot daudzos veidos (pūtēju veidošana, iesmidzināšanas veidošana, ekstrūzija, termoformēšana utt.) Un pēc tam tiek piemērota sporta aprīkojumam. Salīdzinot ar citiem kopīgiem materiāliem, tiem ir labāka plastika. Izstrādājot manas valsts sporta nozari, materiālus, kas tiek piemēroti sporta aprīkojuma jomai, var apstrādāt vairākos veidos, lai uzlabotu sporta aprīkojuma veiktspēju.

(5) laba novecošanās pretestība

Faktiskos lietojumos sporta aprīkojums lielākoties ir ārpus telpām, un to viegli ietekmē dabiskā vide, piemēram, saules gaisma un pērkona negaiss. Tajā pašā laikā to var sabojāt arī tādas vielas kā skābeklis, ozons un skābās gāzes atmosfērā. Turklāt temperatūras izmaiņas izraisīs novecošanos, plaisas, krāsu izmaiņas utt. Tāpēc sporta aprīkojumam ir jābūt labai izturībai pret koroziju un izturību pret novecošanos, kad tā tiek izmantota, it īpaši brīvdabas vidē. Prasības šajā sakarā ir stingrākas. Ja novecošanās pretestība ir slikta, tā nopietni ietekmēs aprīkojuma kalpošanas laiku.

Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu pielietošana sporta un atpūtas produktos

Oglekļa šķiedras sporta produktu pielietojumu var iedalīt divos galvenajos virzienos. Viens no tiem ir konkurences sporta veids, kas galvenokārt uzsver augstu precizitāti, augstāku un ātrāku. Otra ir ikdienas fitnesa un atpūtas vieta, kurai nepieciešama piemērota izmaksu veiktspējas koeficients. Pašlaik produkti ar lielāko oglekļa šķiedras patēriņu sporta produktu jomā ir:

(1) Velosipēdi

Tērauds ir visilgākais velosipēdu materiāls. Tam ir laba elastība un zemas izmaksas, taču tā lielā blīvuma dēļ to ir viegli sarūsēt un nogurdināt. Alumīnija sakausējums ir parasti izmantots materiāls tirgū. Tas ir viegls un nerūsēs, bet tā elastība ir pārāk slikta, to ir viegli nogurdināt, un izjādes komforts nav labs. Magnija sakausējuma blīvums ir mazāks nekā alumīnija sakausējuma līmenis, un tā pamata veiktspēja ir līdzīga alumīnija sakausējuma sniegumam. Titāna sakausējuma noguruma izturība ir labāka nekā citiem metāla materiāliem, taču cena ir augsta, un īpašais smagums nav izdevīgs. Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu materiāliem ir augsta izturība, laba elastība, gaismas blīvums un izturība pret koroziju. Velosipēdiem, kas ražoti no oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem, ir šādas īpašības:

a. Efektīvi samazināt velosipēda kopējo svaru

Oglekļa šķiedras sveķu bāzes kompozītmateriālu blīvums parasti ir tikai 1,6. Tas ir tikai viena piektdaļa tērauda un var samazināt svaru par aptuveni 40%, salīdzinot ar alumīniju. Velosipēdu nozarē ir teiciens, ka, ja svars tiek samazināts par 1 g, cenu var palielināt par 1 dolāru. Oglekļa šķiedras kompozītmateriāla velosipēdu rāmis ir par vienu ceturtdaļu vieglāks nekā alumīnija sakausējuma rāmis. Viegls svars var samazināt fiziskās enerģijas zudumus un tādējādi palielināt braukšanas ātrumu.

b. Ķermeņa augsta vispārējā stingrība

Rāmis ar labu stingrību veicina virzošā spēka pārvēršanu un uzlabo velosipēda apstrādes veiktspēju. Oglekļa šķiedras kompozītmateriāla velosipēda struktūra ir spēcīga un nav viegli deformējama. Prakse ir pierādījusi, ka tā rāmja stingrība nav zemāka par molibdēna tērauda rāmi.

c. Laba pretestība pret triecienu

Dabiskā struktūras frekvence ir saistīta ne tikai ar strukturālo formu, bet arī proporcionālu materiāla specifiskā moduļa kvadrātam. Augsta dabiskā frekvence var izvairīties no agrīna kaitējuma, ko darba apstākļos nodara rezonanse. Tiek ziņots, ka vienas formas un lieluma rāmju testi parāda, ka alumīnija sakausējuma rāmja vibrācija apstājas 9 sekundes, savukārt oglekļa šķiedras kompozītmateriāla ar ārkārtīgi augstu dabisko frekvenci apstāšanās prasa tikai 2,5 sekundes. Laba kompozītmateriāla slāpēšana samazina velosipēda izciļņus un uzlabo braukšanas komfortu.
D. Laba drošība

Matrica oglekļa šķiedras kompozītmateriālos ir nepārtraukta fāze, kas ieskauj neatkarīgas oglekļa šķiedras, veidojot dinamisku nenoteiktu sistēmu. Kad materiāls tiek ietekmēts, kad sabojājas neliels skaits šķiedru, slodze ātri tiks pārdalīta uz nesadalītajām šķiedrām, lai konstrukcija varētu turpināt slodzi, ievērojami uzlabojot izjādes drošību. Ir grūti novērot acīmredzamas vispārējo metāla materiālu noguruma mazspējas pazīmes, un to neveiksme bieži ir pēkšņa, savukārt oglekļa šķiedras kompozītmateriālu rāmjiem ir ļoti laba izturība pret nogurumu, un pirms neveiksmes var novērot acīmredzamas pazīmes. Pētījumi liecina, ka oglekļa šķiedras kompozītmateriālu rāmji var izturēt vairāk nekā vienu miljonu sadursmes testu.

E. Palielināta konstrukcijas dizaina brīvība

Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu materiāli ir anizotropijas īpašības. Šo kompozītmateriālu īpašību var izmantot, lai sakārtotu un novietotu šķiedras atbilstoši velosipēda slodzes virzienam un lielumam, braucot. Kompozītmateriālu ražošanas elastība veicina dažādu formu konstrukciju projektēšanu. Piemēram, racionalizētus velosipēdus var izstrādāt atbilstoši aerodinamiskajiem principiem, kas ir skaisti un praktiski, un viegli sasniegt vislabāko izmaksu veiktspēju. f. Laba izturība pret koroziju

Polimēru materiāliem ir laba izturība pret skābēm, sārmiem un rūpniecisko atmosfēru, tāpēc velosipēdu rāmjiem, kas izgatavoti no oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem, ir lieliska izturība pret skābes un sārmu koroziju.

 

 

Francijas sporta automašīnu ražotājs Bugatti un Nīderlandes velosipēdu ražotājs PG ir kopīgi izlaiduši pasaules vieglāko velosipēdu. Velosipēda dizains ir iedvesmots no Bugatti Chiron sporta sacīkšu automašīnas. Izgatavots no oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem, tas sver tikai 11 mārciņas (apmēram 4,99 kg). Saskaņā ar amerikāņu arhitektūras Digest datiem 95% velosipēda ir izgatavoti no oglekļa šķiedras kompozītmateriāliem.

Čehijas tehniskajā universitātē Prāgā tiek izmantots automātiska šķiedru tinuma process, kas apvienots ar integrēto cilpu tehnoloģiju (ILT), kas izstrādāts ar nepārtrauktu šķiedru caurules savienojumu, lai iegūtu velosipēdu rāmjus un ar to saistītās sastāvdaļas. ILT ir process, kas apvieno strukturālos saliktos elementus (piemēram, caurules un savienojošās detaļas). Visas detaļas veidojas vienā gabalā un pēc tam samontētas.

 

 

Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu zvejnieku priekšrocības

Sakarā ar vieglo un augsto stīvuma īpašībām tas tiek plaši slavēts. Zvejas procesā oglekļa šķiedras zvejnieku priekšrocības ir atspoguļotas šādos aspektos:
· Tā kā oglekļa šķiedras makšķeres ir vieglākas un plānākas, ar tām var viegli manipulēt ar vienu roku;
· Tā vieglā svara dēļ tas var neļaut lietotājiem justies nogurušam;
· Oglekļa šķiedra var padarīt makšķeres garākas, un garāki makšķeres nozīmē, ka var pārklāt plašāku zvejas zonu;
· Zvejas ar oglekļa šķiedrām ir jutīgāki pret zivīm;

Oglekļa šķiedras makšķeres gadu no gada ir padarījušas makšķerniekus arvien vairāk aizrautīgāku, un šīs oglekļa šķiedras makšķeres ir arī padarījušas zveju par populāru izklaides darbību, nevis par pamata sportu, kas neapšaubāmi izveidoja jaunu oglekļa šķiedras jomas tirgu.