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图说球拍内部结构

创建时间:2012-12-18

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稍微留意一下打断的球拍,就可以知道碳素球拍是一种中空结构。通过X光或者外力破解等方式,有心人会更深入地认识球拍结构。在此,非常感谢网友溜达溜达利用专业的机械设备来解剖碳素球拍,并留下清晰的大图片。通过这些图片实例,我们可以了解更多更深有关羽毛球拍结构的知识。

球拍的成型工艺——内热成型

碳素球拍的成型工艺分为两种:从上世纪六、七十年代沿用至今的尼龙吹风管成型(简称吹风成型),以及近10年来才被使用的溶剂内热膨胀成型(简称内热成型)。这里,我们主要谈内热成型工艺,因为世界名牌球拍采用了这种工艺,而且它近几年来才兴起,人们了解得不多。现在有越来越多的球友把这种成型工艺当成鉴别真假球拍的一个要点,拿起名牌球拍都会拨下线孔胶粒观察里面是实芯还是空芯,所以我觉得有必要在这里普及一下关于内热成型的知识。


 

如图1,黄色的材料就是成型后留置在拍框中的内热膨胀剂,为膨松海绵状物体。这种材料据称为热胀尿素粉,结合有工厂背景的行家称此法为溶剂成型法的说法,那么,热胀尿素粉应该是底材,再添加液体溶剂,两者结相互作用后才能使膨胀材料在框体内部按要求分布。道理类似于面粉再加点水和酵母,最后才能蒸成馒头一样。

1、内热成型提高了生产效率和质量

A 提供了更大的内部成型压力

如图1,碳素壁是一层一层的碳纱布重叠粘合而成的,最终让这些碳纱布能够紧密叠合的作用力就是内部成型压力。压力值越大,碳纱布叠合越紧密,碳素壁的结构就越致密,越能忠诚地传导力量;球拍的结构强度也就越高,框体寿命越长;同时,外观的完善程度越高,球拍的整体质量就会越好。

B 提供了更简化的生产流程

内部成型压力大,成型的时间就缩短。此外,与吹风成型相比,内热成型没有放置尼龙吹风管和吹嘴、接泵吹风、去除吹嘴等生产环节,只需在拍框里面放置好膨胀剂,直接加热即可批量成型。这样,便有效地缩短了单拍生产时间。据台中球拍工厂一位老师傅提供的信息,内热成型的生产效率是吹风成型的2至3倍。

C 加强T型头与碳素层的一体化

对使用内置T型头技术的球拍来说,内热成型可以更好地让T型头与碳素层形成一体化,详细内容可以参考《羽毛球》杂志今年3月份的论坛栏目——《T头,你扮演了什么角色?》。

2、内热成型的明显弱点

A 所有传统加工流程都需更换设备,重新培训人员,一次性启动投资比较大。

B 内热成型的内部压力可控性不如传统的吹风成型成熟。

吹风成型虽然内部压力值没有内热那么大,但也有不可取代的好处,最明显的就是压力恒定且分布平均,只要把气泵的吹力设定好即可完成控制。而内热成型的压力值,一方面看膨胀剂配方情况,另一方面看加热的热能情况,它还会随着框体内部空间的增大而呈指数级的衰减,即体积膨胀N倍可能刚好,但膨胀N+1倍也许就成为“强弩之末,势不能穿鲁缟”。因此一些处于从吹风工艺过渡到内热工艺的球拍,特别是一些厚框的型号,会有小范围的框体塌陷的情况发生。目前的内热成型适合生产slim细框体的球拍,不适合生产box等厚框体球拍。

C球拍成本偏高。

名牌球拍往往会不计成本,追求极致,内热成型正投其所好。但对更多消费者来说,实用与性价比是第一位的,极致的性能也许并不重要,因此吹风成型球拍的成本也许更加适合。

球拍的接合工艺——二次成型与内置T型头

再次感谢溜达溜达网友用专业的砂轮磨出这一张目前可以检索到的最清晰的球拍T型头横截面图

 

如图可见,拍杆与拍框是通过内置的T型头与外包的碳纱布接合在一起的,而且两边碳素层线条与膨胀剂有流动的痕迹。由此可知,碳素球拍的拍框是从软到硬实现成型,而拍杆没有这种流动痕迹,它是预先成型的,最后才与拍框接合,即二次成型。原理图如图5(摘自YONEX公司的T型头专利文书)

图5

 

与二次成型相对的是一次成型,如图6。一次成型的球拍,拍框与拍杆使用一道碳纱,下半部分保持笔直成型为拍杆,上半部分打个圆圈成型成拍框。而二次成型是两道碳纱,拍框一道、拍杆一道

 

现在的主流技术是二次成型,它有以下不可比拟的好处:

A 拍框、拍杆分开制造,满足不同性能需要

拍框与拍杆有明显不同的受力环境(图7、图8),所以对拍框与拍杆的要求应该是不一样的。拍框受力单一,就是线床的绷力;拍杆的受力比较复杂,除了前后的弹性力,还有沿拍杆中轴的抗扭力

不同的受力状态,一次成型这种“平均主义”是肯定难以做出好拍子的。二次成型可以有针对性地把拍杆的弹性与抗扭做好,把拍框的强度做好,最后再用接合技术让这两者“强强联手”,实现球拍性能最优化。

B 拍框,拍杆分开制造,有利于细化分工,优化组合

有人希望拍框稍微软一点,让球在线床上面停留的时间长一点;有人则希望拍框越硬越好,越耐高磅越好;大家还都希望拍杆的抗扭要好。面向五花八门的需求,一道碳素一次成型是很难满足的,二次成型则可选择不同性能的拍框跟不同性能的拍杆组合在一起,满足消费者多样化的需求。

球拍的横截面——框壁不均匀

图9、图10是由溜达溜达网友解剖拍照的,再找出网友洗墨风舞解剖的YONEX ArcZ羽毛球拍的截面图片做对证,发现都存在框壁不均的问题。

 

其实这种现象是不可避免的,产生这种不均匀源于生产环节中不可能完全控制的因素:成型前,碳砂布预浸量的多与少、卷纱搓纱时力度的大与小;成型过程中,重力与离心力等外部作用力的影响、热能的大小与分布不均的影响、热膨胀剂流动的影响等。

复合加工技术可能无法产生绝对均匀的碳素壁,但能控制好最薄的地方不影响球拍的性能与寿命,我们就不用太过在意。就好像做泡菜,必然产生对人体有害的亚硝酸盐物质,但如果控制好它的量,并不妨碍泡菜的风行。正因为弱点与优点相比微不足道,所以碳素才能完全替代金属与竹木材料,成为现在绝对的主流。

碳素邂逅金属——合金材料(图12、图13)

 

在球拍的拍体中添加合金材料,可以利用金属的一些特性,如良好的延展性与强度来与碳素材料进行互补。球拍从一开始的碳框铝杆或碳杆铝框,到全碳素球拍但仍然使用合金材料做T型接头,再到摆脱了合金T头,但仍然通过各种不同的材料进行各个位置的功能强化,走的就是一条碳素与金属相辅相成的道路。这些不同的金属材料有以下代表:

钛,以钛网、钛粉、钛丝、钛片、钛环等不同的形式使用在球拍不同的位置上;

钨,钨碳合金硬度仅次于金刚石成为卖点;

硼,硼碳材料一度几乎成了弹性干净、击球干脆的代名词;

镍,以镍钛金属丝的的高弹性提升拍杆、拍框重要位置的性能。

金属对于碳素有锦上添花的作用,但很多消费者并不知道还有一层较深的含义,即钛这些贵金属还有指示拍子碳素优劣的作用。俗语说,麻布上绣花——糟蹋东西,所以,这些贵金属不大可能用在次级的碳素材料上。如果你不会鉴别碳素性能,那么在选择球拍时,找这些有指示性的东西是一个不错的切入点。


 

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