2月7日晚,亚冬会圣火照亮了我国首个“双亚冬之城”哈尔滨,2025年第九届亚洲冬季运动会正式开幕。在这场冰雪与激情碰撞的盛会中,一项神奇的材料 —— 碳纤维,正崭露头角,被应用于滑雪板、头盔、滑雪杖、冰鞋等冰雪装备。作为新一代高性能材料,碳纤维以其轻量化、高强度、耐腐蚀等特性,成为冰雪装备升级的核心驱动力。
碳纤维滑雪板,冰雪欢腾公司
近年来,碳纤维复合材料技术不断突破,尤其是在快速固化、模压自动化和外观效果多样化方面取得了显著进展:
- 快速固化技术:通过优化树脂体系和固化工艺,大幅缩短生产周期,提升效率,降低能耗。
- 模压自动化:自动化生产线实现了碳纤维制品的高精度、大规模生产,进一步降低了成本。
- 工艺效果创新:从传统的黑色编织纹理到彩色、免喷涂、模内涂装等,碳纤维制品的外观设计更加多样化,满足了消费市场对美观与个性化的需求。
这些技术进步不仅推动了碳纤维在冰雪装备领域的应用,也为其在其他行业的应用普及奠定了基础,本文一起来看看,阅读前欢迎加入碳纤复合材料群。
一、体育用品
碳纤维复合材料以其高强度、低密度、耐腐蚀等优异性能,在各类体育用品中得到广泛应用,显著提升了体育器材的性能与品质,也铸就了一批专精特新企业,如碳纤维钓鱼竿企业代表光威集团、碳纤维曲棍球杆全球生产量第一的波力科技、全球最大碳圈制造商鸿基伟业,还有碳纤维球拍知名企业中山广盛等。
1、滑雪装备
碳纤维复合材料在滑雪装备上的应用主要是滑雪板、头盔、滑雪杆等,因为滑雪的运动强度较高,需要轻量化减轻体力消耗,同时需要高强度来防护运动损伤。
碳纤维滑雪板相比传统木质滑雪板更坚固、耐用,且具有良好的弹性和韧性。它能更好地应对不同的雪质和地形,为滑雪者提供更稳定的滑行体验。
DPS Skis 碳纤维滑雪板
碳纤维材质的冰雪头盔强度高、重量轻。在保证对头部有效保护的同时,减轻了头部的负担,提升了佩戴的舒适性。
Bern 碳纤维滑雪头盔
2、钓鱼竿
钓鱼过程中往往会做大量的抛投动作,加上鱼上钩时产生的巨大拉力,因此,钓鱼竿对轻量化、柔韧性和高强度有着非常高的要求,碳纤维复合材料恰好都能满足。
随着钓鱼运动的全球化发展以及爱好者群体的不断壮大,碳纤维钓鱼竿已经成为钓鱼器材市场的主流产品之一。
光威集团是国内碳纤维钓鱼竿行业的领军企业,该企业从鱼竿到战机的碳纤维逆袭故事,想必很多人都听说过。
图源自光威钓具
3、自行车
轻量化与耐用是碳纤维复合材料在自行车上应用的主要特点,这有助于人们更轻松地骑行,同时碳纤维复合材料的强度很高,不容易损坏。
目前碳纤维复合材料在自行车上主要应用于车架、车圈及辐条等部位。
Trek 碳纤维公路自行车
碳纤维车圈,鸿基伟业
4、运动鞋
运动鞋方面,碳纤维复合材料被制成碳板,搭配缓震中底使用。缓震与回弹是运动鞋的重要性能,尤其是在竞速跑鞋上,碳板的加入进一步提升了跑鞋性能,主流的运动品牌都有碳板跑鞋产品线。
通过在鞋底中嵌入碳板,可以增加鞋子的弹性和稳定性。这种设计使得跑步者在每一步迈出时,能够更好地利用能量,减少能量的损耗。碳板的回弹性还能帮助跑步者更快地恢复脚部力量,提高跑步速度和爆发力。
5、球拍、球杆
羽毛球拍、匹克球拍、曲棍球杆等体育用品也是碳纤维复合材料大展身手的热门赛道,重量轻能让球员挥拍更为灵活,高强度可以保证球拍/球杆在频繁击球过程中不易损坏,使用寿命更长。
碳纤维曲棍球杆,波力
碳纤维羽毛球拍,YONEX
图源自Taobao
二、低空经济
低空经济是新兴产业,是新质生产力的代表,正在快速发展。无人机、eVTOL(电动垂直起降飞行器)将会是低空经济的主流航空器,可实现快速高效的空中通勤、物流配送、低空旅游等应用。
目前,世界各国在无人机生产制造中都大量使用碳纤维材料,碳纤维材料使用量占无人机结构的60%-80%,在无人机生产制造当中,涉及机身框架、蒙皮、机翼与尾翼、起落架、旋翼与螺旋桨等。
碳纤维无人机机架,广碳新材
而eVTOL的机身、螺旋桨、横梁、座椅等也会采用碳纤维复合材料。公开资料显示,小鹏汇天的旅航者X2、峰飞航空的“盛世龙”等飞行器都有大规模使用碳纤维复合材料。
旅航者X2,小鹏
峰飞航空 “盛世龙”
三、汽车领域
碳纤维复合材料制品在汽车上的应用,前装和后装都呈现良好发展态势。
1、前装:国产跑车崭露头角,电车趋势持续推进
前装方面,碳纤维复合材料主要是用在跑车上,用在车身、座椅、内饰、底盘、后视镜壳、前后保险杠、侧裙、尾翼、方向盘等部位。
传统燃油跑车的主导品牌是法拉利、兰博基尼、保时捷、迈凯伦、布加迪等,国产品牌在关键技术上难以企及。但新能源车的发展改变了这一格局,依托电动机的强大动力,国产新能源跑车性能直追传统燃油跑车,逐渐崭露头角。
电动跑车不仅符合环保标准,还拥有更高效的加速性能,更符合未来的市场需求。这将有望带动碳纤维复合材料应用的增长。
2023年10月,昊铂SSR上市,采用100%碳纤维全覆盖车身,在方向盘、前内饰板等部位也大量采用了碳纤维材料。
同月,极氪001 FR上市,配备了超大碳纤维车顶,尺寸达1.46x1.16m,还有全套碳纤维空气动力学套件,包括侧裙空气分离器、破风前唇、风刃滑翔运动尾翼等。
2024年2月,仰望U9上市,搭配了国内首个整体式碳纤维座舱,采用T700级12K高性能宇航级碳纤维材料,热压罐成型工艺,减重与性能兼顾。
计划2025年3月正式上市的小米SU7 Ultra,也将会有碳纤维车顶、车顶、侧裙等。
另外,部分大众车型会提供碳纤维尾翼选配,比如特斯拉 Model 3、极氪007等。
2、个性化需求带动汽车改装市场持续增长
年轻车主越来越多,随之带来的是更多的个性化需求,从而带动汽车改装市场的持续增长。除此之外,新能源车的快速发展,减重以提升续航里程,也是碳纤维改装的驱动力之一。
在后装版块,碳纤维复合材料主要是被用于后视镜壳、轮毂、前后保险杠、侧裙、尾翼、中控台、内饰、方向盘、发动机装饰罩等。有个别车主为了加强安全性,还会在车身包覆碳纤维。
碳纤维后视镜壳,图源自 sohu
碳纤维轮毂,Carbon Revolution
四、消费电子
在消费电子方面,碳纤维复合材料主要是用于外壳,比如笔记本电脑、手机、高级腕表、等。
笔电:碳纤维复合材料主要是用在外壳、键盘面等结构,以满足笔记本电脑小、轻、便携化的发展趋势。
超轻碳纤维笔记本电脑开天X1,联想
高级腕表:主要是用在表壳与表圈,部分腕表会采用碳纤维材质或含碳纤维成分的表带。
HUBLOT宇舶表搭载轻量化橙色碳纤维表壳
手机:目前比较热门的是用在折叠屏手机上,比如小米 MIX Fold 4 采用 T800H 高强度碳纤维全碳架构,显著增强手机结构强度,可承受折叠屏频繁开合的机械运动,同时实现极致减薄。除此之外,碳纤维复合材料还可以用作手机外壳。
小米 MIX Fold 4的碳纤维应用
另外,在HNB加热器上也有碳纤维复合材料的应用,比如英国Hypetex曾和菲莫国际合作开发过一款搭载碳纤维复合材料外壳的IQOS烟具;而国内松湖神健开发了一款采用纳米碳纤维加热的HNB红外加热管,具有升温速度快、加热面积大、温度分布均匀等特点。
碳纤维复合材料外壳的IQOS烟具,图源自 Hypetex
纳米碳纤维加热的HNB红外加热管,松湖神健
综上所述,从军工与航空航天这类高精尖领域的专属,到如今在民用领域开疆拓土,碳纤维复合材料的应用版图不断拓展,正加速融入大众生活的方方面面。
原文始发于微信公众号(艾邦高分子):亚冬会推动冰雪产业爆发,碳纤维应用借力起飞