2024法国JEC复合材料展专题报告(下)

2024法国JEC复合材料展专题报告(下)

JEC WORLD 2024为深入了解国际复材行业前沿技术及市场情况,拓展纤维及纺织品在复材中的应用视野,2024年3月5日-7日期间,创新中心主任王玉萍、研发部副部长张林参与了Sampe中国大陆总会组织的2024欧洲复材交流周活动,重点参观了JEC world 2024、考察了PINETTE PEI、HRC两家跨国公司,同时与同行的来自中复神鹰、哈玻院、中科院化学所、中航泰达等单位的20多位专

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JEC WORLD  2024


为深入了解国际复材行业前沿技术及市场情况,拓展纤维及纺织品在复材中的应用视野,2024年3月5日-7日期间,创新中心主任王玉萍、研发部副部长张林参与了Sampe中国大陆总会组织的2024欧洲复材交流周活动,重点参观了JEC world 2024、考察了PINETTE PEI、HRC两家跨国公司,同时与同行的来自中复神鹰、哈玻院、中科院化学所、中航泰达等单位的20多位专家交流,形成了一篇内容详实、涵盖参会展商信息特色亮点的书面专题报告干货。


在此特开辟JEC展会报告专题,以该篇报告内容为核心,制作三期推送内容,以飨读者,为行业提供参考。


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02 体育与复材(2024巴黎奥运会主题展区)
(1)高尔夫球


高尔夫球于1900年在巴黎首次参加奥运会,在第二次参加1904年奥运会后,被从奥运会项目中删除。2016年里约奥运会上,被重新引入奥运会项目。




> 与复材渊源

高尔夫球杆杆杆最初是由山胡桃木制成的,直到1893年苏格兰铁匠托马斯·霍斯伯格制造出了第一个钢杆杆 

  • 1969年,弗兰克·托马斯(美国莎士比亚体育用品公司)制造了第一个“石墨”轴;

  • 1973年,盖伊·鲍尔斯赢得了太平洋大师赛,突然大大增加了对碳纤维的需求;

  • 1971年,东丽在其第一家工业工厂进行了大胆的投资,每月生产300公斤的Torayca T200和T300(连续纤维)。




 > 最近进展



高尔夫球杆是通过将几层UD碳纤维预浸料包裹在(略呈圆锥形的)金属芯轴上制成的(图1);

-对不同层的纤维取向进行优化,以实现弯曲、扭转刚度和减振的最佳组合 

-也可使用预浸带或三轴机织物的长丝缠绕

通过措施可进一步优化性能(图2) ;

-超低树脂体积分数(高达20%),“重量更轻,同时保持强度” (三菱高尔夫球杆) 

-添加非晶(钢)线以“增加轴柄的活动性”,最大限度地提高球速和杆头加速度”(三菱高尔夫球杆) 

-使用瑞士TPT制造的极薄碳UD层,允许“进一步优化性能,平衡重量,力量和灵活性”。(图3) 

-芳纶纤维混合碳织物(Enigma Golf shaft,德国) 

甚至高尔夫球杆头也使用碳纤维复合材料(图4) ;

-在泰勒梅的隐形中,球杆的表面由60层碳预浸料组成,比同等重量的钛轻40% 

可折叠高尔夫球车已经上市,大大减轻了重量;

-瑞士 At-hena 公司的 Go-Carbon+电动高尔夫球车重量仅为 4.1 kg(含电池)(图5)


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(2)球类运动


1900年,足球、橄榄球和水球在巴黎奥运会被纳入比赛项目;1936年,篮球和手球在柏林奥运会被纳入比赛项目;1964年,排球在东京奥运会被纳入比赛项目;1996年,沙滩排球在亚特兰大奥运会被纳入比赛项目;2021年,篮球在东京奥运会被纳入比赛项目。


球类运动也是残奥会的项目:轮椅篮球(1960年,罗马)、门球(1976年,蒙特利尔)、坐式排球(1980年,莫斯科)、地滚球(1984年,洛杉矶)、轮椅橄榄球(2000年,悉尼)、盲人足球(2004年,雅典)。



> 与复材渊源

  • 2000年代,纤维复合材料在轮椅结构元件中引入;

  • 2006年,推出几乎完全由碳纤维复合材料制成的Mercurial SL,从那时起,耐克一直在不断改进鞋底的设计和组成,探索一系列复合材料,包括玻璃、碳和尼龙纤维(图2);

  • 2010年,阿迪达斯和耐克共同开发碳素护胫(图3);



> 最近进展

广泛采用的碳纤维复合材料鞋垫增强了足球、篮球和手球鞋的弹簧、推进力和脚跟稳定性等性能;

纤维增强复合材料在为精英运动员量身定制运动轮椅设计方面发挥了至关重要的作用;

碳纤维复合材料截击网杆的使用(图4);


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(3)赛艇和独木舟


1896年雅典第一届现代奥运会和1976年蒙特利尔第一届现代奥运会以来,赛艇一直是奥运会比赛项目之一。自2008年北京夏季残奥会以来,赛艇成为残奥会的正式比赛项目。皮划艇冲刺项目在1924年成为表演项目后,正式列入1936年柏林夏季奥运会的比赛项目。自2016年夏季奥运会(里约)以来,残疾人皮划艇一直是残奥会的一个项目。1972年(慕尼黑)引入了独木舟激流回旋比赛。女子皮划艇在2021年(东京)被纳入激流回旋比赛。



> 与复材渊源

  • 1972年,慕尼黑奥运会,玻璃纤维复合材料在皮划艇、独木舟和赛艇壳上首次亮相;移情艇,第一夹层结构;

  • 20世纪80年代,芳纶和碳纤维复合材料在划船和独木舟船体结构中的应用;

  • 1984年,洛杉矶奥运会首次亮相复合桨和桨;

  • 1988年,美国选手范杜森在汉城奥运会上夺得两枚金牌。“翼”桨叶设计(图1);

  • 1991年,引进了用于桨的“斧头”桨叶;

  • 2000年,老鹰皮艇/独木舟演变为“尖顶甲板”,后来的奥运会规则的形状宽度改变,回到更传统的船形(图2);

  • 2015年,Nelo(葡萄牙)推出了碳纤维Cinco模型,该模型具有倒置的船首,可以最大限度地减少阻力,从而彻底改变了船的设计(图3);




> 最近进展

奥运赛艇、皮划艇和独木舟采用全碳/环氧树脂夹层复合结构,确保轻质结构、刚度和耐久性(图4);

碳纤维复合材料从船的结构扩展到各种部件,包括鞋板、座椅、索具、桨架支架块、鳍和舵;

当代使用的桨和桨完全由碳复合材料制成,设计仍在不断发展(图5和6);

激流回旋皮划艇头盔外壳采用碳纤维复合材料(图7);


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(4)马术


马术在1900年的奥运会上首次亮相,并在1912年的斯德哥尔摩奥运会上成为正式比赛项目。从1952年赫尔辛基奥运会开始,女子被允许参加盛装舞步项目,成为男女混合项目。虽然残疾人马术比赛最早出现在20世纪70年代,但直到1996年的亚特兰大奥运会,残疾人马术才被列入残奥会的比赛项目。



> 与复材渊源

  • 2015年,Bua Saddle(爱尔兰)推出了一种由玻璃纤维/聚丙烯(PP)制成的热塑性复合材料树,具有特殊的悬臂设计(图1)。




> 最近进展

许多公司在马鞍树制造中使用复合材料(包括玻璃、碳和芳纶纤维),伏尔泰设计公司的蓝色无限是第一个可以跟踪和分析马匹性能的连接马鞍(图2);

纤维复合材料马蹄铁开始缓慢进入市场(图3);

跳跃竞技场由合成颗粒复合材料制成,由沙子、聚合物纤维和橡胶颗粒成分组成,以减少震荡应力;

头盔(图4)和马腿护具(图5)以及小配件(如鞭子)中的碳纤维复合材料;

纤维复合材料在为截肢骑手定制高级假肢方面发挥着至关重要的作用;


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(5)射箭


射箭在1900年夏季奥运会上首次亮相。射箭在1924年至1968年缺席奥运会后,于1972年慕尼黑夏季奥运会上重新成为比赛项目。PARA-射箭,也被称为残疾人射箭,在1960年夏季残奥会上首次亮相,从那以后,每届夏季残奥会都有比赛项目。



> 与复材渊源

  • 公元前1200年左右,蒙古人(和/或帕提亚人或鞑靼人)发明了第一种“复合弓”,由木材、竹子、骨头、牛肌腱、角和丝绸与天然松脂结合而成(图1);

  • 现代曲弓的所有部分都使用复合材料:隔水管、翼支、稳定器、遮阳板以及箭头(图2);

  • 1933年,美国弗雷德贝尔公司首次将玻璃纤维用于弓,1950年申请了“合成层压弓”专利——玻璃纤维材料不仅被描述为“增强材料”,而且还被描述为“储能材料”;

  • 1987年以来的 CFRP 稳定器,1982年以来的 CFRP 箭头;




> 最近进展

立管(中部);

-用于超轻型NIK'A ET9立管(仅793克,金属>1250克)和UUKHA XPRO2碳 ILF(可控减振)的碳纤维复合材料(图3)

主体;

-多为夹层结构,采用碳纤维复合材料皮层和泡沫或其他芯材

-主要材料创新(图4):

WiaWis 在石墨烯泡沫芯(NS-XP 泡沫)上使用高模量 CFRP

WNS FC-100 碳肢与 CRS(压缩/释放稳定)泡沫

稳定器;

-从1987年开始,广泛使用的高刚度碳棒稳定器改变了游戏规则.....自1988年汉城奥运会以来,每位个人奥运会金牌得主都使用了稳定器系统(图5)

箭头;

-1984年以来使用的全碳纤维复材箭头(图6) 

-1984年以来(@Easton, USA):高强度碳纤维复合材料粘合在7075合金芯上

PARA-ARCHERY(图7);

-在 PARA-ARCHERY 中,有三种类型,两种为轮椅运动员,一种为站立运动员。运动员可以选择曲弓和复合弓,复合弓使用复合材料(如上所述)

-不需要快速移动,所以不需要超轻型复合轮椅


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(6)击剑


击剑是一项历史悠久的奥运会项目,自1896年雅典奥运会以来,它一直是奥运会的一部分,再也没有离开过。女子在1924年巴黎奥运会上进入击剑赛场。轮椅击剑在1960年成为第一届残奥会的比赛项目。



> 与复材渊源

  • 没有……因为——“制造商已经尝试过其他材料,比如碳纤维复合材料,但对于击剑运动员来说,没有什么能比得上钢铁的手感。”(图1) ;

  • 武器必须是导电的,具有优化的刚度和高强度,因此开发了多种特殊钢材.....




> 最近进展

最近,碳复合材料被引入到一些防护装备中:carbon Garde 护手(图2&3)和 carbon “French”握把(图4),两者都旨在减轻重量;

轮椅击剑(图5);

-和奥运会一样,轮椅击剑也有花剑、剑和佩剑;运动员们坐在特殊框架的轮椅上比赛,牢固地固定在地板上的;没有发现特殊的复合材料轮椅


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(7)曲棍球


曲棍球首次出现在1908年的伦敦奥运会上。1928年,它在阿姆斯特丹成为奥运会的永久项目。女子在1980年的莫斯科奥运会上进入比赛项目。



> 与复材渊源

  • 20世纪70年代,木质曲棍球棍被玻璃纤维复合材料外层加固(图1和图2) ;

  • 1982年,荷兰发明家 Toon Coolen 改变了“钩子”的形状;

  • 20世纪80年代,开始开发全玻璃纤维和/或碳纤维复合材料曲棍球棍(图3)(a.o 1983,斯诺沃特和范雷姆多克,比利时) ;主要驱动是性能优化和减重(复合材料+-500克,木材+/-700克);



> 最近进展

全复合曲棍球棒优化了碳/玻璃/芳纶纤维含量,空心,木制或泡沫填充核心; 

-CFRP增加了刚度和“动力”

-GFRP提高耐久性和强度

-芳纶复合材料减震

-CFRP用量可大范围变化,从0%(所有 GFRP 和木材)到100%

一些例子;

-Adidas 2023 Shosha Kromaskin 100%碳,外层分布了两条织物(图4)

-Malik Dribble Curve 结合了所有三种类型的纤维:15%复合碳-5%芳纶-80%玻璃纤维(图5) 

-Crown在棒内使用膨胀泡沫,以减少预浸料起皱(图6) 

护膝和面罩等防护装备有时含有碳、玻璃或芳纶纤维复合材料增强材料(图7);


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(8)射击


射击从1896年(雅典奥运会开始,1904年和1928年除外)成为现代奥运会正式比赛项目。这项奥林匹克运动包括步枪、手枪和霰弹枪三个项目,目标距离为10米、25米和50米,体位为跪地、俯卧和站立(图1)。射击在1976年多伦多奥运会上首次成为残奥会项目。



> 复合材料应用

对作辅助物品的使用有相当严格的规定;

-部分两脚架及三脚架使用碳纤维复合材料棒(图2),不清楚是否用于体育射击

-“脸颊片”一个品牌提到在这种脸颊片中使用碳复合材料(图3)

武器本身的复合材料;

-Christensen Arms 生产 CFRP 增强枪筒(图4)已有25年的历史:不锈钢筒体采用CFRP层在它已被加工到最小的壁厚;碳纤维复材保持恢复枪管的强度和刚性,并有助于在射击过程中传导热量

-克里斯滕森复合“枪托”(步枪的中心部分,图5):“100%手工铺设的航空级碳纤维”复合材料或者是碳和玻璃纤维的混合复合材料

PARA-SPORT 射击;

-残奥会射击比赛有三种姿势:跪着和站着(在轮椅上或在射击椅上)或俯卧(在轮椅上使用肘支撑桌)

-碳纤维复合材料可用于轮椅或配套设备(图6)


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(9)体操


艺术体操是现代奥运会的历史项目之一。自1896年雅典奥运会以来,它一直是每一届奥运会的比赛项目。第一届女子比赛在1928年阿姆斯特丹夏季奥运会上举行。除了艺术体操,韵律体操在1984年洛杉矶奥运会和蹦床在2000年悉尼奥运会上都被列入比赛项目。



> 与复材渊源

  • 1963年,玻璃纤维增强复合材料应用于体操器材,如高低杠和双杠。这一转变使器材更加坚固,弹性增加(图1);




> 最近进展

玻璃纤维复合材料是棒材的首选材料,其顶层正在不断发展,以改善抓地力,包括天然纤维(图2) ;

玻璃纤维复合材料和跳台和跳板上的碳增强材料;

艺术体操中的带状手杖和球杆:通常由纤维增强复合材料制成,以提高灵活性和重量(图3) ;

首次在平衡木、鞍马等体操器材的结构部件中使用碳纤维复合材料代替钢材(中国泰山)(图4);


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(10)帆船


自1896年雅典第一届现代奥运会以来,帆船就一直是比赛项目。




> 与复材渊源

  • 1942年,第一艘玻璃纤维/聚酯树脂橡皮艇由雷·格林(美国)设计(图1);

  • 1968年,托马斯·利普顿爵士游艇上的第一个夹芯结构;

  • 20世纪70年代,碳和芳纶纤维复合材料出现在帆船结构中;

  • 20世纪80年代,早期 CFRP 帆船及预浸料制造引进;

  • 1980年,Eric Tabarly 建造了三体帆船 Paul Ricard (hydropt<e:1>),采用铝制水翼(图2);

  • 1990年,碳纤维用于船帆,以提高低弹性变形和空气动力效率;

  • 2013年,美洲杯双体船采用纤维增强复合材料箔;




> 最近进展

纤维复合材料扩展到船体以外,包括高科技部件,如桅杆、桅杆、帆、翼片、方向舵和 各种其他航行元件(图3、4和5);

以提速为目的的设计,如翼形和刚性翼帆(图6和7)和充气翼帆; 

连接的船只,例如光伏帆(Solar Cloth System)和嵌入在帆中的传感器(3Di 帆 by North sails)(图8) ;

使用环保材料,如生物树脂和天然纤维,例如Ecoracer 30,由可再生(如亚麻纤维)和回收材料制成(图9) ;

世界帆船与国际奥委会携手发展“碳纤维循环示范工程”;


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(11)羽毛球


羽毛球最初在1972年慕尼黑奥运会上作为表演项目首次亮相奥运会。1988年,它在汉城奥运会上再次作为表演项目出现,并于1992年在巴塞罗那奥运会上正式成为奥运会比赛项目。残疾人羽毛球自2021年东京残奥会以来一直存在。




> 与复材渊源

  • 最初由实木制成,后续也由层压木制成;

    -从1960年代开始,铝或钢,Yonex 在1968年

    -1966年引入T形接头概念:卡尔顿3.9钛合金,只有39克

  • 1978年,第一款“碳复合球拍”由尤尼克斯公司生产:Carbonex 8B-8500B,<100g(图1);

    -封头不是中空的,而是实心的(折叠压缩 CF 预浸料)

    -与 CFRP T 形接头连接空心轴



> 最近进展

碳纤维复合材料允许不同的“最佳”球拍,针对“头轻”或“头重”的平衡点,最小的重量, 刚度,许多生产商,如 Yonex, Victor, Carlton, FZ Forza, Dunlop,李宁,…… ;

多类型混合的性能优化(图2);

-Yonex“Nanoflare 800 Pro”包含高刚度的东丽 M40X 碳纤维和 Ultra PE 纤维,用于减震

-Yonex Carbonex 8000 头部与钛网(“更稳定的射击”)或碳纳米管杂交

现在的羽毛球也使⽤复合材料;

-Victor 的“CarbonSonic”有碳纤维棒加固的羽毛(图3)



> PARA-BADMINTON

轮椅运动员和站立运动员都在比赛,他们大多使用 CFRP 球拍;

由于其复杂性,基本结构采用焊接铝管或镁管(图4) ;

车轮和座椅有时使用碳纤维复合材料,以减轻重量和提高机动性;


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(12)攀岩


运动攀岩在年轻人中受到欢迎后,在2021年东京奥运会上作为新项目被列入奥运会项目,首次亮相。




> 与复材渊源

  • 20世纪80年代,玻璃纤维复合材料应用于攀爬板和大容量攀爬架;

  • 2020年,哥本哈根建造世界上最高的攀岩墙,高80米,采用玻璃纤维聚酯树脂板,总重量为24公吨(图1);




> 最近进展

玻璃纤维复合板,用于耐用,创意设计的攀岩墙,可承受冲击和环境条件(图1);

Macros 由玻璃纤维复合垫和聚酯树脂制成(图2);

碳纤维和芳纶等尖端纤维被引入到服装生产中,主要是为了美观(图3);


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(13)田径


自1896年(雅典)第一届男子比赛和1928年(阿姆斯特丹)第一届女子比赛以来,田径一直是奥运会项目的一部分。它是奥运会项目最多的项目(自2020年以来有48个项目),与游泳并列。在1960年罗马奥运会上,残疾人田径运动是第一批被列入残奥会项目的项目之一,当时共有8个项目。



撑杆跳

> 与复材渊源

  • 1900年,最初是木材,然后(从1900年开始)是竹子,1940-1960年尝试使用钢(或铝);

  • 1962年,美国运动员乔治·戴维斯用 GFRP 撑杆打破撑杆跳高纪录(图1);

  • 20世纪60年代开始,玻璃纤维复合材料中空管普遍使用(图2),因为——

    -更高的能量存储

    -大的柔韧性(高达170°弯曲)结合高强度

    -采用复杂的包裹工艺,将不同种类的纺织预浸料层包裹在金属芯上

    -不完全直,锥形,更容易脱模




> 最近进展

复合层进一步优化了3层(从内到外)(图1) ;

-“螺旋层”:纤维呈环形,防止弯曲时呈椭圆形

-“帆片”:更多的纤维在中心区域(梯形织物)控制弯曲

-“全身包裹”:不平衡的织物,大多数纤维呈0°(和一些+/-45°)缠绕

-“帆片“:在中心区域布置更多纤维以控制卷曲(梯度织物)

最近增加了碳纤维,以优化性能和减轻重量(通常为1.5至3公斤)(图3);也用于可变弯曲杆,刚性的底部部分,逐渐过渡到更灵活的上部部分;




标枪投掷(图4)

> 与复材渊源

  • 最初是木材(芬兰桦木),后来是钢或铝;

  • Nemeth(前奥运会标枪冠军)生产“混合”标枪:铝芯与碳纤维复合材料;

  • 第一只复合材料标枪的推出时间不明;




> 最近进展

自1986年以来,新规则:质心(质心)应向前移动4厘米,以确保它始终领先于CoP,(空气动力压力的中心),再投下标枪;

-副作用:标枪飞不了那么远,以前的记录不能再获得了

混合碳/玻璃纤维复合材料优化到最佳刚度,最高的振动阻尼,以防止振动(导致空气动力学损失),但最小重量为800克(男性)或600克(女性);




飞盘(图5)

> 与复材渊源

  • 复合材料有助于实现高惯性矩;

    -重要的是保持圆盘旋转/旋转,同时飞行

    -外缘为钢、青铜或黄铜,而上下两侧为铝合金、木材或复合材料(图6)

    -男性直径22厘米,女性直径18厘米,椎间盘重量均小于2公斤、1公斤




> 最近进展

直到最近,碳纤维复合材料才进入铁饼投掷领域(图7);

-顶级运动员更喜欢最大的惯性矩(边缘重量的80-92%),因此复合材料外壳必须尽可能轻




跑步

> 最近进展

现在许多鞋子都有“碳纤维复合板”,以使鞋在跖关节下变得坚硬;

最佳马拉松鞋:厚实的中底由高度顺应和弹性泡沫材料制成,以增加能量储存,刚度由碳复合材料插入板补偿;

-2014:Zoot 碳跑鞋。Ultra TT 4.0 (fig. 8)  

-2017: Nike Vaporfly,从那时起有多个型号,如Nike Vaporfly 4% Flyknit(2023)(图9) 

长跑研究表明,这种跑鞋可以将跑步时间提高 4.2%;




PARA-ATHLETICS(残疾⼈⽥径)

碳纤维复合材料应用;

-赛车轮椅(图10),轻便是最重要的 

-假体(图11),主要用于寻找最佳的柔韧性,强度和能量储存

-矫形,复合材料很容易适应运动员的个人需求


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(14)游泳


1896年第一届现代奥运会(雅典)以来,游泳一直是夏季比赛项目之一。除了田径,它通常是颁发最多奖牌的运动。2008年(北京)增设马拉松游泳项目。自1960年第一届罗马残奥会以来,游泳一直是残奥会的正式比赛项目。



> 泳衣早期材料

  • 1970年,在棉、羊毛和丝绸之前,弹力纤维开始用于泳衣制造(图1); 

  • 2000年,模仿鲨鱼皮的 Speedo 泳衣,打破多项纪录;

  • 2010年,国际泳联对泳衣的透气性、浮力、厚度和设计实施了更严格的规定;



> 最近进展

Arena 的赛车服系列将高达3%的碳纤维融入聚酰胺和尼龙中,以增强压缩和耐用性(图2);

开发带有碳纤维增强聚酰胺66眼罩框架的轻型游泳镜,尽管这仍然是一个原型(图3) ;

起跳台等基础设施元素通常由玻璃纤维复合材料制成(图2);


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(15)网球


从1896年雅典第一届现代奥运会开始,网球就成为了奥运会项目的一部分。在缺席奥运会50多年后,1988年汉城奥运会上,这项运动与乒乓球一起回归。轮椅网球于1992年首次在巴塞罗那残奥会上进行比赛,分为“公开组”(面向手臂功能正常的运动员)和“四人组”(面向有额外限制的运动员)。




> 与复材渊源

  • 1932年,最初使用的是实木网球拍,但邓禄普在1932年推出了一种复合概念,采用多层叠层邓禄普 MaxPly 球拍;

  • 20世纪60年代,复合材料首次用作木制网球拍的外部增强层(Slazenger, 1961;威尔逊,1966);

  • 20世纪70年代,第一款全碳纤维复合材料球拍:斯拉岑格幻影(1974年)和罗西尼奥尔的 TR10(1977年),1975年左右,PDP 体育公司推出了世界上第一个完整的玻璃纤维复合球拍;

  • 20世纪80年代,大多数网球拍品牌改用碳纤维复合材料,如 Dunlop (John McEnroe,  Steffi Graf)(图1);王子(安德烈·阿加西、莫妮卡·塞莱斯)、威尔逊(皮特·桑普拉斯、罗杰·费 德勒)、海德(诺瓦克·迪奥科维奇)和巴布莱; 

    -1983年,威尔逊开始使用50%芳纶/碳纤维内编(和100%碳外编)来代替 d -碳层。芳纶对降低车架的冲击和振动有很好的效果



> 最近进展

所有专业网球拍均由碳纤维复合材料制成,甚至使用最先进的高强高模量碳纤维,如 TORAYCATM T1100G 和 M40X(图2); 

引入天然纤维(主要是亚麻)以增加减振(图3); 

-Artengo(2010)的第一部作品

-2023由Babolat 最新的 Babolat Pure Aero,使用亚麻 NF2 技术(EcoTechnilin) 

- Head 正在开发的全亚麻纤维网球拍

用于提高刚度和阻尼的混合增强材料:Dunlop 的“天然网球”(图4),将高模量碳纤维和嵌入硅胶的铜线结合在一起;

乒乓比赛有严格的规则;

-至少85%的板厚度应为天然木材 -粘合层可以用碳纤维、玻璃纤维或压缩纸加固,甚至玄武岩纤维(图5),厚度不超过总厚度的 7.5%或 0.35mm 

瑞典 Stiga 公司在 2023 年推出了他们创新的六边形“Cybershape Carbon”乒乓球拍(图6);



> 轮椅网球

碳纤维复合材料(CFRP)用于减轻重量,提高速度和机动性;

-轮椅结构:铝和碳纤维复合材料管的组合,座位和轴通常是 CFRP(图7) 

-通常,CFRP车轮也被使用(图8) 

自1960年第一届奥运会在罗马举行以来,残疾人乒乓球(图9)一直由各种残疾的运动员参加,分为11个级别。运动员要么站着,要么坐在轮椅上(与草地网球相比,设计更简单);


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(16)冲浪


自2021年(东京奥运会)以来,冲浪一直是夏季奥运会的附加项目,并将被列入2028 年洛杉矶奥运会的正式项目名单。



> 与复材渊源

  • 1946年,皮特·彼得森(Pete Peterson)创造了第一块中空玻璃纤维复合板,用木弦和鲍勃·西蒙斯(Bob Simmons)制造了第一个玻璃钢翅片;

  • 1947年,乔·奎格开发了第一块聚氨酯泡沫芯板;

  • 1967年,“短板革命”,从木材和玻璃纤维复合材料向全玻璃纤维复合材料和硬塑料鳍过渡;

  • 1981年,西蒙·安德森开发了今天流行的3鳍设计;

  • 21世纪初,环氧树脂、玻璃纤维复合材料和膨胀聚苯乙烯泡沫芯成为流行的材料选择;



> 最近进展

在冲浪板制造中引入碳纤维复合材料,用于鳍片,弦片以及顶层和底层;

开发不同的冲浪板设计和材料组合(图2);

-各种芯材 

-Stringer-less 冲浪板 

-不同的复合布局以增强性能 

-在电板上策略地放置纤维增强胶带 

翅片采用不同的材料和形状,以在不同的波浪条件下优化性能(图3);

环保替代品的兴起,包括生物树脂、天然纤维、再生泡沫和再生木材(图4);


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(17)自行车


自1896年雅典奥运会首次举办以来,自行车一直是夏季奥运会的一部分。女子首次参加公路自行车比赛是在1984年夏季奥运会上。山地自行车在1996年亚特兰大奥运会上首次亮相,小轮车在2008年北京奥运会上首次亮相,小轮车自由式在2021年东京奥运会上首次亮相。1984年,在纽约举行的第七届残奥会上,残疾人自行车首次出现在公路上。随后在1996年亚特兰大奥运会上又出现了场地自行车比赛。



> 与复材渊源

  • 1960年,美国 Benjamin Bowden 发明的 Spacelander,第一辆(玻璃纤维)复合材料(电动)自行车(图1); 

  • 1969年,卡尔顿飞行者(英国),第一辆碳纤维复合材料自行车,CFRP 管和铝耳(图2);

  • 1986年,格雷格·莱蒙德(Greg Lemond)凭借 Look K86 赢得环法自行车赛(Tour de France)冠军;

  • 1986年,第一辆“全碳”自行车(1989年,意大利科尔纳戈;1989年,美国 Kestrel 和 Trek); 

  • 1992年,莲花108赛道自行车(英国),第一款气动型单壳式自行车(图3);

  • 1999年,兰斯·阿姆斯特朗驾驶 Trek 5500 赢得环法自行车赛冠军;



> 最近进展

复合材料的“设计自由”使自行车能够进行空气动力学优化,从而创造了1小时赛道自行车的新世界纪录:Victor Campenaerts(比利时,2019)(图4)d;

回流:将生产带回欧洲/美国(例如在比利时加强,图5); 

-用热塑性基复合材料取代热固性材料>>生产速度更快 

-自动化和机器人制造

使用生物基纤维,减少对环境的影响,增强减振;(首次:博物馆自行车,比利时,2008年); 

碳纤维复合材料用于头盔(径赛、计时赛、山地自行车和小轮车比赛)和鞋子;



> PARA-CYCLING

残奥自行车手在他们的三轮自行车上广泛使用碳纤维复合材料,最近也使用亚麻纤维复合材料(图6);

碳纤维复合材料(CFRP)用于公路赛车赛事;

-标准的赛车,稍加修改 

-自行车有三个轮子,骑自行车的人要用手臂的力量(图7)

-为有运动功能障碍和平衡问题的骑手提供三轮车 

-双人组是盲人或视力受损的运动员使用的并与视力正常的飞行员竞争(图8) 

在残疾人场地自行车比赛中,要么使用改装的标准赛车,要么使用双人赛车;


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