几十年来,从钓鱼竿、曲棍球杆到休闲车(RV)和自行车,众多类型的运动设备受益于复合材料的轻质和高性能等特性,得以快速发展,满足大众消费需求。
复合材料在运动器材中的增长也有望继续保持良好增长态势。据市场研究公司Lucintel(美国德克萨斯州欧文市)于2020年6月发布的体育用品市场报告显示,到2023年,复合材料在全球体育用品行业中的使用将达到5.79亿美元,预计从2018年到2023年将以3.2%的年复合增长率增长。一系列产品都存在发展机遇,包括冲浪板、滑雪板、自行车、球拍、高尔夫球杆、曲棍球杆和钓鱼竿等。预计碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在预测期内仍将是最大的细分市场,玻璃纤维复合材料也将适度增长。Lucintel预测,在预测期内滑雪板仍将是复合材料体育用品应用领域里里销量最大的产品,高尔夫设备的价值仍将是最高的,而鱼竿渔具则增长最快。
除了复合材料体育用品市场的主流产品外,创新也是复材在体育休闲用品领域里的热门话题,比如为满足精英体育设备日益增长的高性能需求而开发的新材料。NAWA公司(美国俄亥俄州代顿市)开发了用于提高自行车赛轮性能的碳纳米管(CNT)增强复合材料;Teijin帝人有限公司(日本东京)推出了航空级碳纤维中间材料,专门用于提高网球拍等体育设备的质量标准;还有成立于2020年的初创公司JUC Surf(澳大利亚Jan Juc),利用回收的碳纤维制造废料来制造复合材料冲浪板。这些都是对材料进行创新开发的实例。
航空运动方面,宝马集团子品牌BMW i在2020年11月推出了其首款电动化人形翼装,它具有13英寸碳纤维复合材料叶轮。
水上运动方面,以其可持续技术和产品(如CocoMat椰子纤维技术和生物基冲浪板)而闻名的Cobra国际公司(Cobra,泰国春武里府),也以轻质、高性能、高科技的滑板进军电动箔冲浪板市场。
自行车依然是复合材料应用领域里最引人注目的市场。在诸多因素的推动下,比如2020年由于新冠疫情爆发引发停工而导致户外运动的大流行,自行车的需求已经上升。根据多份报告表明,优质碳纤维车架的市场出现了超13%的增长,且预计这一趋势将继续持续下去。
2019年,Arevo公司(美国加州米尔皮塔斯)在德国弗里德里希港举行的2019年欧洲自行车展上发布了世界上第一款3D打印碳纤维一体成型自行车车架。2020年,该公司又推出Superstrata,一个直接面向消费者的位于硅谷的自行车品牌,据说这是世界上第一辆采用抗冲击一体式碳纤维车架定制的3D打印自行车。取得这些成功之后,Arevo于2021年5月再次推出Scotsman,这是一个新的电动滑板车品牌,其旗舰产品是定制的3D打印碳纤维/热塑性复合材料电动滑板车。
多年来,复合材料还用于特种高性能运动鞋和头盔等防护设备。特别是在过去的一年里,诸多公司发布了这一领域的新创新和新产品。
初创公司Carbitex Inc. (Kennewick, Wash., U.S.)开发了一种柔性热塑性碳纤维板技术并获得专利,该技术可用作运动鞋和越野鞋的鞋柄,也可用于运动头盔、护肩以及医疗支架中的其它部件。Covestro AG(德国勒沃库森)已宣布多项合作,使用其碳纤维增强热塑性Maezio材料来增强跑鞋、篮球鞋等产品部件。2021年9月,Salewa(意大利博尔扎诺)推出一款采用碳纤维/热塑性复合材料制成的新型轻量级登山靴,鞋头使用的材料来自Xenia Materials(意大利穆索伦特)。2021年10月,CRP技术公司(意大利摩德纳)宣布其WindformSP碳纤维填充材料被用于专业的Pleko田径鞋的外底、中底和罗纹。
除了鞋子,复合材料还被用于生产更坚固、更耐冲击的运动头盔。比如近期由南洋理工大学(NTU)机械和航空航天工程学院的一个研究小组与法国特种材料公司Arkema阿科玛(法国科隆贝)合作设计的一个具有成本效益的复合材料密集型头盔。Helicoid Industries Inc. (美国加利福尼亚州印地欧)最近也在研究和测试一种重量更轻、抗冲击力更强的防护头盔,其灵感来自仿生设计。
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