工艺创新,成就台湾碳纤维体育用品的霸主地位

2020年度的碳纤维报告出炉,碳纤维用量最多的几大领域:
2020年全球碳纤维需求:总量:106,860吨
风电、航空航天、体育休闲、汽车等仍然是应用最多的。而当我们视野回到国内,就会发现在体育休闲领域的碳纤维仅次于风电:
国内碳纤维用量:48,851吨
在全球体育休闲领域所用的15400吨碳纤维中,中国用了14600吨,为94.8%,占据决定的领先位置!进一步细化,以2019年的数据为例:
总量:37,840吨
2019年体育休闲领域碳纤维应用的比2020年略少一些,为14000吨,占当年全球的93.3%。而这其中大陆和台湾各占一半。
为什么中国在体育休闲领域碳纤维应用的优势这么明显?
这么一回溯,历史就长了!
上个世纪70年代,宝岛台湾的经济进入快速发展期,而那个时候也正是碳纤维的发展的关键时期。当时美国人发明了碳纤维高尔夫球杆,碳纤维在体育器材上的应用受到越来越多的重视。

那时有一家光男公司,开发的铝制网球拍,开始横扫世界网坛。而公司创始人罗光南赚了大钱,累积了足够的资本后,并没有固步自封。一次罗光男在纽约的运动器材展瞥见一支刚刚问世、尚未量产的碳拍。罗光男以他敏锐的直觉,认定眼前这一支量轻、强度佳的产品将会是网球拍的未来!找到当时在洛克希德(Lockheed)工作的一位台湾留学生钟秀雄(HarveyChung)。这位新竹中学毕业、来自竹南乡下的台湾学子,因缘际会地加入当年研发碳纤维的先驱、美国氰胺公司第一批研发树脂基体的团队。经过几家参与早期复材工业研发的前导企业的历练后,成为华人在这个尖端材料产业的佼佼者。

他在和罗光南先生沟通过过程中,提出了欲做碳纤维球拍,必先做预浸料的观点。但当年那个年代,作预浸料谈何容易,工艺不成熟,没有设备,进口是天价,怎么办?那时碳纤维预浸料的工艺是沿用航空航天方法,成本也高上了天。不适合民用的体育器械。钟秀雄根据自己的理解画了个概念示意图,传给了光男公司。光男公司的老师傅张混湖先生,凭着多年打铁所累积对机器的直觉,就找来一台车床,在车床的旋转轴上挂上一个铁筒作滚筒,然后用横向移动的车刀去带动碳纤维,并且把树脂溶于溶剂,对碳纤维进行浸润,边转边带,就这样打造了第一部的滚筒缠绕机。由于结构设计的需要,预浸布必需裁成不同的角度。张混湖灵机一动,想到把角度线直接刻在滚筒上,然后沿线割下来,就变成有角度的平行四边形,再剪裁之后就成了有角度的预浸料。

预浸料搞定了,下面就开始做制品了!最初他们选的也是内发泡工艺。用预浸料卷成设定的形状,里面预先填充发泡剂,加热后发泡,产生一定压力,将预浸料撑开,定型。这种方面思考起来比较方便,但发泡剂留在里面,会有吱吱的声响、重量也无法适当控制。而且发泡剂残余,留在里面也会造成中心不稳定,影响选手比赛成绩。

但人的智慧是无群的,他们想到了“吹气模压”的方法,不用发泡涨起来撑开,而是通过吹气的方法把预浸料撑开。但当时的吹气模压要啥没啥,怎么办?技术人员费尽脑汁,也焦头烂额。某一天,回家吃饭,小舅子上门,带了一些热狗给姐姐姐夫,那时热狗是新鲜产品,让他们尝尝鲜。而他姐夫吃着热狗,边吃边看,突然茅塞顿开,热狗的肠衣不是正合适?

这就是热狗

他们找到了食品公司的人,要来了热狗肠衣,当作吹气的管子,做了实验,效果不做。然后定制所需要的形状,开始生产。这就是今天气袋的原型,好像用这种热狗肠衣的方法用了不少年,后来台湾的塑胶产业更进步了,才发明了尼龙气袋。今天做碳纤维吹气模压的伙计,拿到气袋,会不会有食欲?今天看体育比赛,常常又卖热狗的好像也很有道理呢!

随着产业的发展,这一技术逐渐成熟起来。并成为台湾碳纤维体育制品崛起的技术基础。

后来因为种种原因光南公司倒闭,出来的工程师以及其他四散八方,就有如把整篮的种子洒向了肥沃的土壤,创业成功的例子比比皆是,如拓凯公司的沈总原来就是从光男出来的。正是由光男公司开创的基础,造成了台湾复合材料工业百花齐放的盛况。独特的工艺创新,再加上台湾选择的独特的OEM模式,使这个产业迅速发展起来。而后随着大陆的经济发展,很多台湾公司来到福建,广东等地开厂,又带动了大陆碳纤维体育制品的发展。直到今天,中国台湾加大陆在体育制品上应用的碳纤维占绝对的地位,而其中很多大陆的企业又是台商,可见其地位如何?

碳纤维应用四大领域:风电、航空航天、体育休闲、汽车。航空航天没法说,毕竟先进复合材料就是从航空航天发展起来的。设计创新,推动了碳纤维在风电中的应用。工艺创新,推动了碳纤维在体育中的应用。行业内最看重汽车,因为汽车又足够的量支撑,但汽车业足够让人伤心!而碳纤维在汽车中应用要想起来,靠传统的复材工艺,传统的思路肯定是不行的!

高铁上演绎演绎台湾碳纤维复材演义

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