碳纖維復(fù)合材料在體育器材上的應(yīng)用實(shí)例

    碳纖維復(fù)合材料的比強(qiáng)度愈高，構(gòu)件自重愈?。槐饶Ａ坑?，構(gòu)件的剛度愈大。因此充分利用碳纖維復(fù)合材料的特性，可提升諸多體育項(xiàng)目的成績(jī)。

撐竿

       撐竿跳高在一屆奧運(yùn)會(huì)中就被正式吸收為比賽項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)的撐竿由山胡桃木制成，結(jié)實(shí)沉重，缺乏彈性、儲(chǔ)能本領(lǐng)差的特性讓選手的動(dòng)能大多被浪費(fèi)，所以跳出的較好成績(jī)只有3．3 m。后來(lái)竹竿取代木質(zhì)撐竿，其中空質(zhì)輕有利于助跑，彈性有利于能量的轉(zhuǎn)化。20世紀(jì)60年代，運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始使用尼龍撐竿，不久尼龍撐竿又被玻璃纖維竿所代替。撐竿材料的不斷改革，使世界紀(jì)錄被屢屢新刷。如今撐竿發(fā)展到了第四代，玻璃纖維和尼龍已經(jīng)被性能更優(yōu)越的碳纖維復(fù)合材料取代，而且可根據(jù)撐竿受力的差異來(lái)設(shè)計(jì)不同部位的材質(zhì)，使整體性能較優(yōu)。較新的碳纖維撐竿可以保證撐竿既柔韌結(jié)實(shí)又不會(huì)斷裂或扭結(jié)，它可將運(yùn)動(dòng)員持竿快速助跑的動(dòng)能部分轉(zhuǎn)變成撐竿的彈性變形能，當(dāng)撐竿被壓彎到較大弧度后，這部分彈性變形能再釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)變成運(yùn)動(dòng)員的勢(shì)能，幫助運(yùn)動(dòng)員騰空躍起，飛越橫桿。多材料混合車身是發(fā)展趨勢(shì)，碳纖維材料優(yōu)勢(shì)明顯對(duì)于輕量化，通常有兩個(gè)方面，一個(gè)是新材料的使用，一個(gè)是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化。

碳纖維復(fù)合材料

碳纖維復(fù)合材料作為性能先進(jìn)的新材料，早在航空、航天等科技行業(yè)開(kāi)始應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料獲得汽車行業(yè)輕量化的青睞，來(lái)源于是由于其突出的物理特性：碳纖維復(fù)合材料密度小，比鋁輕 30%，比鋼輕 50%，抗拉強(qiáng)度卻是鋼的 7-9 倍。碳纖維替代鋼鐵結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)減重 40%-60%。同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料還易于集成化，可減少零部件數(shù)量。吸收沖擊性能是金屬的 5 倍，可提高碰撞安全性和減振性能。其特殊的模壓和粘結(jié)工藝則可代替沖壓和焊接工序。隨著國(guó)內(nèi)碳纖維自給能力的提高，預(yù)計(jì)我國(guó)碳纖維的需求也將能得到較好的釋放。但碳纖維昂貴的價(jià)格使其應(yīng)用范圍受到了極大的限制，國(guó)內(nèi)T300-T800級(jí)別碳纖維成本80-350元/kg不等，遠(yuǎn)高于鋁合金，只有降低價(jià)格門(mén)檻才能擴(kuò)大碳纖維的應(yīng)用范圍。按照近年來(lái)我國(guó)碳纖維需求量年均增速，預(yù)測(cè)“十三五”期間我國(guó)碳纖維需求量將保持 14%左右的年均復(fù)合增速。

碳纖維模壓成型步驟

      1、模具的清理。將模具清理干凈，避免灰塵及雜物的殘留。

　　2、涂脫模劑。保證模具干凈光滑后涂上脫模劑，防止產(chǎn)品成型后和模具粘在一起取不出來(lái)。

　　3、備料。根據(jù)產(chǎn)品的形狀大小準(zhǔn)備好所需的碳纖維預(yù)浸料。

      4、疊料。把碳纖維預(yù)浸料一層層疊加起來(lái)并進(jìn)行預(yù)壓，壓制成形狀規(guī)整、質(zhì)量一定的密實(shí)體。

      5、進(jìn)模。把疊好的原料放入模具中，合模，設(shè)置好壓力、時(shí)間、溫度后在高溫下壓制。

 　 6、冷卻、脫模。熱壓結(jié)束后先冷卻一段時(shí)間，然后打開(kāi)模具取出產(chǎn)品。

     7、后處理。從模具中取出的產(chǎn)品比較粗糙，還要經(jīng)過(guò)切邊、打磨、噴漆等一系列后處理工序。