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碳纤维高尔夫球杆的特点及应用史
发布日期:2020-02-27  来源:中科院宁波材料所特种纤维事业部  浏览次数:310
 
碳纤维高尔夫球杆最大优势在于其杆身较长但重量较轻,因此它们可以产生较高的头部速度并具有更长的承载力。高尔夫球杆必须能够沿预期方向进一步精确地传球。为了增加“携带”,最重要的是使球杆尽可能轻,以增加杆头速度并提高球的初始速度。
 
  为了保证球杆足够轻,其面临的关键挑战是如何保持足够的强度以防止断裂。日本东丽公司以TORAYCA?为商标,已开发出具有24 tf / mm2弹性模量的标准弹性高强度碳纤维和具有30 tf / mm2弹性模量的中等弹性高强度纤维,可提供良好弯曲强度。
 
  此外,近年来还出现了不仅具有抗弯强度,而且由于“抗扭强度不足”而具有抗断裂能力的轻型轴的需求,东丽公司进一步提高了偏压层中高弹性材料的延伸率和强度,以获得更高的性能。
 
  至于有关“方向性”的其他所需性能,重要的是使轴具有“抗扭曲(提高的扭转刚度)”,以防止由于方向盘发生中心扭曲而导致球的方向性下降。轴的轴线与头部的击球点不匹配。
 
  当分层角度为0°或90°时,扭转刚度最低,当该角度为±45°时,扭转刚度最高;相应地,将±45°的角度作为“减扭措施”纳入分层中,弹性模量为40tf/mm~2的高弹性纱线作为标准的抗扭斜交材料。目前,相当于钢轴的扭转特性是通过使用具有46 tf/m2或更高弹性模量的碳纤维来实现的。
 
  从发展史来看,高尔夫球杆最初使用山核桃木(以高强度和抗冲击性著称)和其他天然材料;此后,20世纪20年代出现了钢杆,而到了70年代,碳纤维高尔夫球杆成为主流,并一直保持到今天。
 
  自从1972年莎士比亚开发出第一个碳纤维高尔夫球杆后,其他制造商也纷纷效仿。随后碳纤维高尔夫球杆成为日本媒体的宠儿,因为赢得太平洋俱乐部大师赛冠军的美国选手G.Brewer使用的是阿尔迪拉制造的CFRP球杆。
 
  1973年,奥运会发布了一款日本制造并采用TORAYCA?/玻璃纤维织物制造的球杆,产品最初规格为85 g/12°扭矩,但在随后的一年中,出现了100%扭矩规格为77 g/6.9°的TORAYCA?产品,并创造了被称为“黑轴”旋转的大吊杆。
 
  使用预浸料的卷板轴基本上由±45°内层(称为“角层”或“偏压层”)、角度为0°的纵向层(称为“直料”)和加固/加厚材料组成。轴的特性,如“灵活性、扭矩、重量和踢点”是由这些层的组合方式决定的。碳纤维可以通过组合所需的分层角度、厚度等,以最小的重量优化设计这些性能特性,这是传统金属材料不可能做到的。
 
  为了根据每位高尔夫球手的体力来调节高尔夫球杆的柔韧性、扭矩、重量、踢点等元素,以赋予球杆良好的携带性和出色的方向性,可利用碳纤维的特性进行设计优化,为高级高尔夫职业人士和中老年人以及女性高尔夫球手的高水平击球手而设计的各种类型的杆身都采用了碳纤维。如今,几乎100%的木杆和65%的铁棒都是由碳纤维制成的。毫无疑问,这将继续成为支持高尔夫发展的重要材料

资料来源Toray官网

 
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