2018年韓國平昌冬奧會開幕在即，世界各國的運動健將們將在諸多冰雪項目中沖破自我、挑戰(zhàn)極限。對于一個競技項目而言，運動員的身體素質和后天訓練固然重要，選擇合適的運動器材也是通向成功的重要因素之一。以滑雪板為例，其制備材料經歷了多次更迭，直至上世紀下半葉，玻纖復合材料首次被用于生產滑雪板。自此之后，便成為運動器材商的寵兒。
K2 Sports公司工程和研發(fā)副總裁Dodd Grande表示說，復合材料在滑雪運動上的應用和發(fā)展源自滑雪愛好者的不同運動需求。高山滑雪（Alpine Ski）的愛好者主要以重力作為驅動，而極限荒野滑雪（Backcountry Ski）的愛好者則依賴自身作為前進的動力，二者的區(qū)別決定了他們對滑雪板材質有著不同的要求。
高山滑雪（Apline Ski）
Grande表示說，適用于高山滑雪的滑雪板種類很多，但以鋁材和復合材料二者的混用為主流，并且多以環(huán)氧膠黏劑作為粘結材料，因為這是經過實踐檢驗的最佳方案。
美國猶他州鹽湖城DPS Skis公司是目前是行業(yè)領先地位的滑雪板生產者，該公司采用的是純-碳纖維預浸料生產工藝。DPS Skis官網宣稱，盡管業(yè)內很多其他公司也表示使用這種工藝，但在實際生產過程中卻混用了玻璃纖維。
DPS市場經理Alex Hunt表示說，使用碳纖維不僅有減重的效果，還可以幫助制造商更精準地控制滑雪板的抗扭剛度，給予運動員更好地操控體驗。相較于玻纖復合材料滑雪板而言，碳纖維的抗疲勞性更勝一籌。另外，使用“預浸料”這種標準半成品能最大程度減少人工配比時的誤差，保證滑雪板各個位置上性能的一致性。
當然，上述比較并非表明玻纖復合材料滑雪板一無是處。“事實上，除了稍稍重了一些之外，它也具備很多碳纖維復合材料滑雪板的優(yōu)點。”Wagner Custom Ski公司創(chuàng)始人Pete Wagner表示說。
“事實上，對于一支滑雪板來說，質量越大越容易發(fā)力，滑行時更加連貫和順暢。”Wagner解釋道，“同時，質量較大的滑雪板也更容易穿越一些起伏的、狀況較為復雜的雪面，同時還意味著抗震性更好，體驗更佳。”
在設計一款滑雪板的時候，Wagner Custom Skis公司準備了大約100種備選材料。所有Wagner生產的滑雪板都是以超高模量聚乙烯作為基座、以木材作為核心，通過玻纖復合材料、碳纖維復合材料或者二者的混合材料進行結構的加強。Wagner公司采用的是濕法鋪層工藝，樹脂在氣動壓機中進行加熱、固化、成型。
“我們采用是電腦控制下的自動化批量生產與傳統(tǒng)的手工打磨相結合的方式。這是現(xiàn)代工藝和傳統(tǒng)工藝的完美結合。”
盡管Wagner Custom Skis以生產碳纖維復合材料滑雪板見長，但它同時也是玻纖復合材料的重要推廣者。“玻璃纖維是生產滑雪板的絕佳材料，重量輕、強度高、扭轉剛度高、減震性能優(yōu)異。”
極限荒野滑雪（Backcountry Ski）和登山滑雪（Alpine Touring）
Wagner方面表示說，當行至上坡路段甚至是在進行垂直攀爬時，碳纖維復合材料滑雪板可以極大減少運動員的能量消耗。Grande相信，在過去的3-5年中，碳纖維復合材料在滑雪界備受歡迎。這是因為人們的興趣不再局限于常規(guī)雪場，越來越多的愛好者將視線投向了人跡罕至的荒山野嶺?！ ?/div>
“那么怎樣才能控制滑雪板的重量呢？人們自然而然想到了碳纖維。”Grande解釋說。與此同時，登山滑雪作為一種新興的運動方式開始走入人們的視線（先徒步登上高山然后順山勢滑下）。
新西蘭C6 Skis公司所生產的滑雪板專為極限荒野滑雪和登山滑雪而設計。C6公司采用的是熱壓罐固化碳纖維預浸料工藝（ACCP）。一般情況下，生產碳纖維復合材料滑雪板采用的是濕法鋪層工藝，將碳布浸漬于樹脂中，壓合后進行加熱固化。但在C6公司創(chuàng)始人Craig Stirling眼中，這種方式會產生多余的重量。
C6公司使用的是由固瑞特提供的碳纖維單向預浸料，在一個四方形的模具中進行鋪層。其中，在三明治結構的上半部分，包含了一層碳纖維斜紋布。C6公司對上下兩個半層進行切割，以契合滑雪板的外觀要求。然后，上半部分裝入陽模、下半部分放到1.4毫米聚乙烯基座上之后裝入陰模，再一起裝入真空袋，送入熱壓罐中，在80攝氏度、7個大氣壓條件下進行固化。最后脫模成型。
挑戰(zhàn)和前景
盡管有很多滑雪從業(yè)者為碳纖維預浸料站臺，但必須認識到，過分追求滑雪板的“彈性”可能導致行進過程變得非常“顛簸”，降低了運動體驗。同時，Alex Hunt還承認，作為一種材料，碳纖維很難加工處理，用其制得的滑雪板的形狀也很難控制。因為冷卻狀態(tài)下，碳纖維和樹脂之間的結合便不那么緊密了。上述種種缺陷，最終會影響滑雪板的生產進度。
綜上所述，在找到有效的低成本碳纖維制備方法之前，碳纖維復合材料很難在運動行業(yè)里有大的作為。這一點與其在其他應用領域中面臨的處境頗為相似。市場咨詢公司Lucintel的分析表明，與其他行業(yè)相比，碳纖維在運動行業(yè)推廣的速度稍顯緩慢。然而Grande表示說，隨著登山滑雪這一新興運動形式的風靡，以及人們追求更大尺寸滑雪板的趨勢，碳纖維或許將迎來在運動行業(yè)中更加快速的發(fā)展。
復合材料滑雪板的簡史
根據(jù)國際滑雪歷史協(xié)會（ISHA）的記載，世界上第一支玻纖復合材料高山滑雪板誕生于加拿大蒙特利爾，由工程師Fred Langendorf和Art Molnar發(fā)明，并注冊了Toni Sailer的商標名。三年之后，Bill和Don Kirschner創(chuàng)辦了K2 Sports公司，開始生產自主品牌的玻纖復合材料滑雪板。1967年，Art Molnar離開Fred Langendorf轉而投奔K2 Sports公司，并研發(fā)出一款使用了泡沫芯材的玻纖復合材料滑雪板。到1968年，玻璃纖維取代木材和鋁材，成為障礙滑雪和大多數(shù)娛樂滑雪使用的滑雪板材料。1970年，玻纖復合材料進入越野滑雪領域。
20世紀七十年代，滑雪界對復合材料做出設計優(yōu)化和改良。玻纖預浸料的使用提高了生產效率，但卻十分昂貴；S級玻纖取代E級玻纖成為濕法鋪層工藝中使用的材料；同時，人們還在玻纖中混入少量的kevlar芳綸、碳纖維、陶瓷纖維和其他高強度材料來提升滑雪板的整體強度、彈性、抗震性等等。燒結聚乙烯取代了擠出聚乙烯，成為滑雪板基座的使用材料。
現(xiàn)存最古老的北歐式滑雪品牌名為Biri，由挪威Madchus公司創(chuàng)立，后于1988年被K2 Sports公司收購。自1906年起，Madshus開始從事北歐式滑雪板的設計，并于1974年開始生產玻纖復合材料滑雪板。1979年，Madshus引入了雙抗扭箱的設計理念，奠定了當下世界上絕大多數(shù)滑雪板的設計標準。
1989年，Bucky Kashiwa公司推出首個商業(yè)量產的鋼制滑雪板Volant Skis。初期獲得了一些成功，但因為人工成本太高而于2001年迅速衰落，工廠被迫遷往奧地利。部分生產設備被David Goode購買，并用來生產碳纖維復合材料滑雪板。2005年，DPS公司推出了世界首款（同時也是北美地區(qū)唯一一款）純粹使用碳纖維預浸料生產的三明治結構滑雪板。時至今日，碳纖維預浸料在滑雪運動中的應用正呈現(xiàn)日漸上升的態(tài)勢。
魯ICP備2021047099號