توسعه و روند کامپوزیت های فیبر کربن در ورزش و اوقات فراغت (قسمت اول) (1)

Oct 16, 2026

پیام بگذارید

در 22 ژوئیه 2026، اداره کل ورزش چین به طور رسمی "پانزدهمین برنامه پنج ساله برای ساختن یک نیروگاه ورزشی" را صادر کرد - اولین طرح اختصاصی در سطح ملی با موضوع ساخت یک کشور ورزشی. اهداف روشنی را برای سال 2030 تعیین می کند: کل تولید صنعت ورزش بیش از 7 تریلیون یوان، سرانه فضای ورزشگاه 4 متر مربع و حدود 40 درصد از جمعیت ورزش منظم.

 

با حرکت از 5.12 تریلیون یوان به 7 تریلیون یوان، صنعت ورزش در حال باز کردن یک چرخه رشد کاملاً جدید است. در این چرخه، کامپوزیت های فیبر کربن - که به عنوان "پادشاه مواد جدید" و "طلای سیاه" شناخته می شوند - به محرک اصلی ارتقاء کیفیت در کالاهای ورزشی تبدیل می شوند. به گفته اداره کل گمرک، چین در نیمه اول سال 2026، 67.53 میلیارد یوان کالا و تجهیزات ورزشی صادر کرده است که بیش از 40 درصد از صادرات جهانی را تشکیل می دهد. بازار جهانی کامپوزیت های فیبر کربن مورد استفاده در کالاهای ورزشی در سال 2025 به 27.86 میلیارد یوان رسید و پیش بینی می شود تا سال 2032 به 40.79 میلیارد یوان برسد.

 

1. Policy Tailwinds: یک نیروگاه ورزشی، اقیانوس آبی جدیدی را برای فیبر کربن باز می کند

این طرح صراحتاً از بخش تولید کالاهای ورزشی می‌خواهد که با پیشرفت‌هایی در کاربرد مواد پیشرفته مانند فیبر کربن و آلیاژهای تیتانیوم در کالاهای ورزشی، به سمت تولید پیشرفته، هوشمند و سبز حرکت کنند. «راهنمای توسعه صنعت مواد جدید» که توسط وزارت صنعت و فناوری اطلاعات و هفت بخش دیگر صادر شده است، فیبر کربن با کارایی بالا را به عنوان یک «مواد استراتژیک کلیدی» طبقه‌بندی می‌کند و حمایت سیاست محکمی را برای استفاده گسترده‌تر از آن در کالاهای ورزشی ارائه می‌کند.

استان‌ها و شهرها به طور فعال مواد جدیدی را برای کالاهای ورزشی به کار می‌برند: شاندونگ خوشه ماهیگیری فیبر کربنی Weihai را به عنوان یک خوشه کلیدی در سطح استانی تعیین کرده است. فوجیان مواد کفش فیبر کربن را به عنوان یک جهت نوآوری در اولویت فهرست کرده است. گوانگدونگ در حال ساخت یک پایگاه صنعت دوچرخه فیبر کربن در شنژن با زمین و مشوق های مالیاتی است. هبی در حال ساخت یک پایگاه تولید تجهیزات ورزشی زمستانی فیبر کربن است. در سطح جهانی، وزارت اقتصاد، تجارت و صنعت ژاپن پیشنهاد می کند که سهم فیبر کربن مورد استفاده در کالاهای ورزشی از 18 درصد به بیش از 30 درصد افزایش یابد. اتحادیه اروپا یک برنامه تحقیق و توسعه ورزشی-فناوری اختصاصی را تحت عنوان Horizon Europe راه‌اندازی کرده است که حدود 15 درصد آن برای مواد ورزشی جدید در نظر گرفته شده است.

قضاوت کلیدی: ساخت یک نیروگاه ورزشی، جایگزینی داخلی مواد جدید، و ارتقای مصرف جهانی ورزش - سه سود مشترک سیاستی - فیبر کربن را در ورزش و اوقات فراغت در یک فرصت استراتژیک تاریخی قرار می‌دهد.

 

2. از "طلای سیاه" تا محصولات ورزشی ممتاز: تجزیه و تحلیل کامل تولید فیبر کربن

عملکرد برجسته فیبر کربن در کالاهای ورزشی ریشه در فرآیند تولید بسیار پیچیده آن دارد. بیش از 90 درصد از فیبر کربن جهان از مسیر پلی اکریلونیتریل (PAN) پیروی می کند، با یک جریان کامل از شش مرحله اصلی، که هر یک به طور مستقیم بر عملکرد کالای ورزشی نهایی تأثیر می گذارد:

پلیمریزاسیون اکریلونیتریل ← ریسندگی ← پیش اکسیداسیون ← کربنیزاسیون/گرافیتیزاسیون ← عملیات سطحی ← اندازه گیری

 

2.1 چرخش: مرحله ای که "ژن" فیبر کربن را تعیین می کند - نقطه شروع کالاهای ورزشی

ریسندگی سخت‌ترین مرحله از نظر فنی در تولید فیبر کربن است که مستقیماً درجه استحکام الیاف و کالاهای ورزشی را که می‌تواند ارائه کند، تعیین می‌کند. دو مسیر اصلی امروزی عبارتند از چرخش مرطوب و چرخش مرطوب با جت خشک:

 

news-1368-477

 

چرخش مرطوب با جت خشک برای اولین بار توسط Toray ژاپن در دهه 1980 توسعه یافت و در سال 2013 توسط Zhongfu Shenying با موفقیت تسلط یافت و اولین شرکت چینی است که این فناوری را در اختیار دارد. Zhongfu Shenying تنها شرکت چینی با فناوری فیبر کربن ریسندگی مرطوب در مقیاس صنعتی بالغ (کلاس 10000 تنی) است. فیبر درجه T800 آن بیش از 60 درصد از بازار داخلی کالاهای ورزشی سطح بالا را در اختیار دارد و از نظر حجم در قاب دوچرخه فیبر کربنی، راکت بدمینتون و راکت تنیس استفاده می شود. Jilin Tangu (یکی از شرکت های تابعه Jilin Chemical Fiber Group) بزرگترین تامین کننده پیش ساز فیبر کربن در جهان با سهم بازار بالای 50٪ است. مزیت هزینه پیش ساز یدک کش بزرگ آن (48K/50K) این است که فیبر کربن را از تجهیزات رقابتی به سمت کالاهای مصرفی ورزشی در بازار انبوه سوق می دهد.

 

2.2 کربن سازی و گرافیتی شدن: از پیش ساز تا فیبر کربن - مسیر درجه بندی کالاهای ورزشی

کربنیزاسیون به دو دسته کربنیزاسیون در دمای پایین (300-1000 درجه) و کربنیزاسیون در دمای بالا (1000-1800 درجه) تقسیم می شود. در مرحله دمای بالا، محتوای کربن فیبر به بالای 92 درصد می رسد و یک ساختار گرافیت توربواستراتتیک شروع به تشکیل می کند. کالاهای ورزشی که به مدول فوق‌العاده بالا نیاز دارند نیز گرافیتی‌سازی می‌شوند (2000-3000 درجه) که مدول فیبر را به 400-900 GPa افزایش می‌دهد.

الیاف کربن تولید شده با پارامترهای مختلف کربنیزاسیون/گرافیتیزاسیون کاربردهای مشخصی در کالاهای ورزشی دارند: درجه T300-T700 (مقاومت 3500-4900 مگاپاسکال) عمدتاً در میله های ماهیگیری میان رده، دوچرخه های فیبر کربن سطح پایه و اسکی استفاده می شود. درجه T800-T1000 (5490-6370 مگاپاسکال) در قاب دوچرخه های پیشرفته، میله های مسابقه و کفش های دویدن با روکش کربن. درجه M40J–M60J (مدول 377–588 گیگا پاسکال) در شفت های چوب گلف پیشرفته و اجزای اتومبیل F1. T1100G (6600 مگاپاسکال) و M40X (مقاومت با قدرت 5700 مگاپاسکال با مدول 377 گیگا پاسکال) پیشرفته‌ترین گریدهای فیبر کربن در کالاهای ورزشی امروزی هستند که منحصراً توسط برندهای برتر مانند TaylorMade، Graphite Design و Yonex استفاده می‌شوند.

 

2.3 عامل اندازه: "پل پیوند" بین فیبر کربن و کالاهای ورزشی

اندازه‌گیری مرحله نهایی تولید فیبر کربن است که از یک پوشش پلیمری بسیار نازک (معمولاً 0.1 تا 1.0 میکرومتر) روی سطح الیاف استفاده می‌کند. از الیاف در برابر سایش در هنگام پردازش پایین دست محافظت می کند و پیوند سطحی با ماتریس رزین را بهبود می بخشد. برای کالاهای ورزشی، انتخاب سایز بسیار مهم است: سیستم‌های اپوکسی (80 درصد کالاهای ورزشی) به اندازه‌بندی سازگار با اپوکسی نیاز دارند، در حالی که سیستم‌های ترموپلاستیک (مورد استفاده در اسکی، صفحات کفش کربنی و محصولات مشابه) به سایزبندی سازگار با PEEK، PPS یا PA6 نیاز دارند. الزامات بر اساس محصول به طور قابل توجهی متفاوت است: میله های ماهیگیری به اندازه بسیار انعطاف پذیر نیاز دارند تا از ترک خوردن در حین پیچیدن جلوگیری شود، در حالی که قاب دوچرخه برای مقاومت در برابر پخت اتوکلاو به اندازه مقاوم در برابر درجه حرارت بالا نیاز دارد.

 

3. فرآیندهای قالب گیری: چگونه کالاهای ورزشی شکل می گیرند

فیبر کربن را نمی توان به تنهایی استفاده کرد. باید با یک ماتریس رزین ترکیب شود تا پلیمر تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) تشکیل شود. فرآیند قالب‌گیری که فیبر کربن (یا prepreg) را به یک کالای ورزشی نهایی تبدیل می‌کند، مرحله کلیدی تعیین عملکرد، کیفیت و هزینه محصول است. هفت فرآیند قالب گیری معمولاً در تولید کالاهای ورزشی استفاده می شود که هر کدام سناریوی کاربردی ورزشی خاص خود را دارند:

 

news-1017-1013

 

[ادامه دارد: توسعه و روند کامپوزیت های فیبر کربن در ورزش و اوقات فراغت (قسمت اول) (2)]

[منبع] انجمن صنعت کامپوزیت چین (CCIA)، وب سایت رسمی

[لینک اصلی] https://ccia.xin/xingyebaogao/3617.html