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배드민턴에서 탄소 섬유 복합재의 일반적인 응용 분야

탄소 섬유는 가벼운 무게, 높은 강도, 내식성 등의 뛰어난 특성으로 인해 스포츠 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

Aug 24th,2024 2300 견해

배드민턴은 1972년 뮌헨 올림픽에서 시범 종목으로 올림픽에 처음 등장했습니다. 1988년 서울 올림픽에서 시범 종목으로 다시 등장했고, 1992년 바르셀로나 올림픽에서 남녀 단식과 복식이 처음으로 개최되면서 정식 종목이 되었습니다. 1996년 애틀랜타 올림픽에서는 혼합 복식이 추가되었고, 2021년 도쿄 올림픽에서는 패럴림픽 배드민턴이 정식 종목으로 채택되었습니다.

배드민턴에서 탄소섬유 복합소재의 개발 역사

초기 배드민턴 라켓은 원목으로 제작되었지만, 테니스 라켓 기술이 발전하면서 라켓은 라켓 표면에 적층된 목재로 바뀌었습니다. 1960년대부터 배드민턴 라켓은 알루미늄이나 강철을 사용하기 시작했는데, 라켓 헤드에는 주로 알루미늄이, 샤프트에는 강철이 사용되었습니다.

헤드와 샤프트 사이의 접합부는 경기 중 높은 응력을 받기 때문에 이 부위에서 파단이 자주 발생합니다. 1968년, 요넥스는 고강도 강철로 제작된 세 번째 T자형 요소를 삽입하여 헤드와 샤프트를 연결하는 T-조인트 개념을 도입했습니다. 1978년, 요넥스는 일본 최초의 탄소 섬유 복합 소재 배드민턴 라켓인 Carbonex 8 B-8500B1을 출시했는데, 이 라켓의 무게는 100g 미만이었습니다. 그 이후로 대부분의 경기용 배드민턴 라켓은 탄소 섬유 복합 소재를 사용했지만, 저렴한 레저용 라켓은 여전히 알루미늄과 강철을 사용하고 있습니다.

최초의 카본섬유 배드민턴라켓은 1978년에 탄생했습니다.

탄소 섬유 복합재(CFRP) 배드민턴 라켓의 제조 방식은 테니스 라켓과 유사하지만, 매우 다릅니다. 샤프트는 테니스 라켓 프레임과 유사한 방식으로 제작되지만, 직선 형태이고 단면이 훨씬 작습니다(원형). 헤드는 속이 비어 있지 않고 속이 꽉 찬 형태입니다. 탄소 섬유 프리프레그를 접어 압축한 후 금형에 덮습니다. 헤드와 (예비 경화된) 샤프트는 CFRP의 T자 조인트로 연결됩니다. 두 개의 수평 팁은 접힌 프리프레그의 끝부분에, 수직 팁은 중공 샤프트에 밀어 넣은 후 금형을 닫은 후 경화합니다.

배드민턴 라켓용 탄소 섬유 복합재의 최신 개발

배드민턴 라켓은 유연성, 무게, 균형점 등 다양한 특성에 따라 헤드가 무거운 것부터 가벼운 것까지 구분됩니다. 탄소 섬유 복합재는 사용되는 섬유의 종류(고강도에서 초고탄성 탄소 섬유), 섬유 방향, 레이업을 변경하여 이러한 특성을 최적화할 수 있습니다. 또한, 몰드를 수정하여 헤드 단면을 최적화하여 높은 장력에 대한 저항력을 높이고 공기 저항을 줄일 수 있습니다. 가장 유명한 제조사로는 요넥스, 빅터, 칼튼, FZ 포르자, 던롭, 리닝 등이 있습니다.

배드민턴 라켓의 성능은 고강성 토레이 M40X 탄소 섬유와 초고분자량 폴리에틸렌 섬유(충격 흡수 성능 향상)를 혼합한 요넥스 "나노플레어 800 프로"와 같이 다양한 섬유 소재를 혼합하여 더욱 최적화할 수 있습니다. 요넥스 Carbonex8000 헤드는 티타늄 메시 또는 탄소 나노튜브 소재와 혼합된 탄소 섬유 복합 소재를 사용하여 더욱 안정적인 타격감을 제공합니다.

CFRP를 다른 소재와 혼합하면 라켓의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

또한, 배드민턴 외에도 CFRP는 배드민턴에도 사용되는데, Victor에서 제작한 CarbonSonic 배드민턴은 CFRP로 강화된 폼 깃털을 사용하여 무게를 줄이고 내구성을 향상시켰습니다.

배드민턴의 깃털은 CFRP로 강화됩니다.

2021년 도쿄 패럴림픽에 배드민턴 종목이 도입된 이후, 일부 휠체어 및 입식 선수들(그림 5)은 경기에서 탄소 섬유 라켓을 사용해 왔습니다. 특히 휠체어 선수들의 경우, 휠체어 구조가 비교적 복잡하여 휠의 기본 구조에는 용접 알루미늄 또는 마그네슘 튜브가 사용되지만, 휠과 시트에는 무게를 줄이고 기동성을 향상시키기 위해 탄소 섬유 복합재를 사용하기도 합니다.