Włókno węglowe jest szeroko stosowane w sporcie ze względu na swoje doskonałe właściwości, takie jak lekkość, wysoka wytrzymałość i odporność na korozję.
Badminton zadebiutował na igrzyskach olimpijskich jako dyscyplina pokazowa na igrzyskach olimpijskich w Monachium w 1972 r.; pojawił się ponownie jako dyscyplina pokazowa na igrzyskach olimpijskich w Seulu w 1988 r., oficjalnie stał się konkurencją olimpijską na igrzyskach olimpijskich w Barcelonie w 1992 r., kiedy to po raz pierwszy rozegrano zawody singlowe i deblowe mężczyzn i kobiet. Do igrzysk olimpijskich w Atlancie w 1996 r. dodano grę mieszaną. Paraolimpijski badminton zadebiutował na igrzyskach olimpijskich w Tokio w 2021 r.
Historia rozwoju kompozytów z włókna węglowego w badmintonie
Najwcześniejsze rakiety do badmintona były wykonane z litego drewna, a później, po rozwoju technologii rakiet tenisowych, rakiety do badmintona zostały przekształcone w drewno laminowane. Od lat 60. XX wieku rakiety do badmintona zaczęto wykorzystywać aluminium lub stal, przy czym aluminium stosowano głównie do główki rakiety, a stal do trzonka rakiety.
Ponieważ połączenie między główką a trzonkiem jest poddawane dużym naprężeniom podczas gry, często dochodzi w tym miejscu do pęknięć. W 1968 roku Yonex wprowadził koncepcję połączenia T, łącząc główkę z trzonkiem poprzez włożenie trzeciego elementu w kształcie litery T wykonanego z wysokowytrzymałej stali. W 1978 roku Yonex wyprodukował w Japonii pierwszą rakietę do badmintona z kompozytu włókna węglowego: Carbonex 8 B-8500B1, która ważyła mniej niż 100 gramów. Od tego czasu większość rakiet do badmintona do zawodów wykorzystuje kompozyty włókna węglowego, podczas gdy tańsze rakiety rekreacyjne nadal wykorzystują aluminium i stal.
Pierwsza rakieta do badmintona z włókna węglowego powstała w 1978 roku
Metoda produkcji rakiet do badmintona z kompozytu włókna węglowego (CFRP) jest podobna do metody produkcji rakiet tenisowych, ale też bardzo różna. Trzonek jest pusty i wykonany w podobny sposób jak rama rakiety tenisowej, ale jest prosty i ma znacznie mniejszy przekrój poprzeczny (okrągły). Głowica nie jest pusta, ale pełna, ponieważ jest wykonana ze złożonego i sprasowanego prepregu z włókna węglowego, który jest następnie pokrywany formą; głowica i (wstępnie utwardzony) trzon są następnie łączone za pomocą złącza T z CFRP, wsuwając dwie poziome końcówki w końce złożonego prepregu, a pionową końcówkę w pusty trzon, a następnie utwardzając po zamknięciu formy.
Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie kompozytów z włókna węglowego do rakiet do badmintona
Rakietki do badmintona są zróżnicowane według różnych cech: elastyczności, wagi i punktu równowagi, od ciężkich do lekkich. Kompozyty z włókna węglowego mogą optymalizować te cechy poprzez zmianę rodzaju użytego włókna (z włókna węglowego o wysokiej wytrzymałości na włókno węglowe o ultra wysokim module sprężystości), orientacji włókien i układu. Modyfikacja formy może również zoptymalizować przekrój poprzeczny główki, aby poprawić odporność na wysokie napięcie i zmniejszyć opór aerodynamiczny. Najbardziej znanymi producentami są Yonex, Victor, Carlton, FZ Forza, Dunlop, Li Ning.
Wydajność rakiet do badmintona można dodatkowo zoptymalizować, stosując mieszankę wielu rodzajów materiałów włóknistych, takich jak Yonex „Nanoflare 800 Pro” zawierający włókno węglowe Toray M40X o wysokiej sztywności i włókno polietylenowe o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (w celu poprawy amortyzacji wstrząsów). Głowica Yonex Carbonex8000 wykorzystuje kompozyty z włókna węglowego zmieszane z siatką tytanową lub materiałami z nanorurek węglowych, aby uzyskać bardziej stabilne uderzenia.
Całkowitą wydajność rakiety można poprawić poprzez zmieszanie CFRP z innymi materiałami
Ponadto, oprócz badmintona, CFRP jest również stosowany w badmintonie, na przykład w badmintonie CarbonSonic produkowanym przez firmę Victor, w którym zastosowano piankowe pióra wzmocnione CFRP w celu zmniejszenia wagi i zwiększenia trwałości.
Pióra w badmintonie są wzmacniane za pomocą CFRP
Od czasu, gdy zawody badmintona pojawiły się w Igrzyskach Paraolimpijskich w Tokio w 2021 r., niektórzy wózki inwalidzkie i stojący sportowcy (rysunek 5) używali rakiet z włókna węglowego w zawodach. Zwłaszcza w przypadku sportowców na wózkach inwalidzkich konstrukcja wózka jest stosunkowo złożona, a do podstawowej konstrukcji koła używa się spawanych rur aluminiowych lub magnezowych, ale koło i siedzisko czasami wykorzystują kompozyty z włókna węglowego w celu zmniejszenia masy i poprawy zwrotności.
Materiał CFRP jest stosowany w rakietach do badmintona i wózkach inwalidzkich w paraolimpijskiej dyscyplinie badmintona
Stojący sportowcy biorą udział w zawodach badmintona na Igrzyskach Paraolimpijskich
Całkowitą wydajność rakiety można poprawić poprzez zmieszanie CFRP z innymi materiałami
