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【Daiwa】碳素技術助你享受垂釣之樂
日本的R&D
[2015.07.27] 其它語言:日本語 | 简体字 |

Daiwa釣竿受到全世界垂釣愛好者的好評。從釣竿到捲線器,Daiwa的商品陣容囊括了各種釣具,本文將為大家介紹Daiwa採用碳纖維增強塑膠(CFRP)製作的釣竿。

碳纖維增強塑膠(CFRP)製作的Daiwa釣竿究竟有多稱手?只要拿在手上試試看,立刻就能明白。最輕量級的香魚釣竿,雖然有9m長,但是重量只有175g。眼見的長度和手握的重量甚至會讓你產生「不相配」的困惑感。而且,釣竿的前端不會下垂,整根竿體很有張力。比較一下重量的話,同樣的長度,初期的碳素釣竿是300g以上,之前的玻璃纖維釣竿要500g以上。

圖片為長9.9m的香魚釣竿,僅重246g

釣竿必須兼顧相反的性能

釣竿不是只要輕便、結實就好。在公司的釣具生產本部負責開發釣竿的菅谷英二先生說:「把裝有魚鉤和鉛墜的釣線拋出去,等魚上鉤以後往回拉,釣上來——這一系列釣魚動作要求釣竿具備各種不同的性能。」

Daiwa釣具生產總部釣竿製造部菅谷英二副部長。從國中時代起就喜歡釣魚,後來對釣魚越來越痴迷,最終進入Daiwa公司。30多年如一日,一直專心開發新釣竿

要想把魚鉤和鉛墜遠遠拋出去,必須要有適當的韌性和彈性。彎曲的釣竿反彈回來時,釣竿頂端的速度會加快。然後,等魚來吃魚餌的時候,要迅速地小幅晃動釣竿,以便讓魚咬死魚鉤,這時,就需要釣竿有適度的張力(硬度)。細微的振動能夠無衰減地傳遞到手上也很重要,因為垂釣者是憑藉釣竿和釣線上傳來的振動來掌握魚的動態和水下狀態的。

可是,產品所要求的許多性能都是相反的,如果改善了一種,那就會犧牲掉另一種。釣絲越細,越不容易被魚發現,不過也越容易斷。要想用細絲釣大魚,就需要用魚竿的韌性來吸收魚掙扎時所造成的衝擊。如果釣竿太軟,不管垂釣者如何誘惑,魚也不會游過來。而且,Daiwa釣竿追求的是「享受垂釣之樂」,釣具只是滿足人們趣味的一種道具,而垂釣者的喜好則是各種各樣。有的人喜歡直接感受魚掙扎時的手感,有的人則喜歡享受慢慢遛魚的過程,Daiwa便為他們準備了不同的釣竿。初學者和高手使用的釣竿也不一樣。Daiwa釣竿之所以受歡迎,正是因為有這種多年來積累的技術和訣竅,針對不同的魚種、釣法和特定顧客群製作出了各種各樣的釣竿。

一根釣竿上濃縮了各種各樣的碳素技術

將釣竿的碳素纖維布纏繞在金屬圓柱上,燒製使其凝固。包括用戶訂製產品在內,碳素纖維布的種類十分豐富

碳素釣竿,是將碳素纖維和環氧樹脂(Epoxy)構成的碳素纖維布纏繞在金屬棒子上燒製凝固製作而成(右圖)。釣竿的尖端部分使用了實心結構,填充了CFRP。

影響CFRP特性的一個要素,就是樹脂和纖維的比例。釣竿的CFRP含樹脂較少,纖維比較多。一般來說,碳素纖維含量越多,釣竿越輕越結實,越能夠更好地傳遞振動。Daiwa除了使用標準產品,還使用了和原材料製造商合作開發的碳素纖維布訂製產品。

但是,樹脂還承擔著連接纖維的黏合劑的作用,所以樹脂越少,加工起來的難度就越大。而Daiwa掌握了一種高水準的製造技術,能夠將樹脂含量極低的碳素纖維布加工成管狀,滿足用戶訂製需求,這也是Daiwa的強項。

Daiwa碳素技術進化的一個例子(效果圖)
白色部分是碳素纖維,黑色部分是環氧樹脂。左邊的普通CFRP樹脂含量較多。而Daiwa可以在加熱時,通過加壓或是將碳素排列進行最佳化配置,用最低樹脂含量製造出CFRP。右邊的「Z-SVF碳素」,基本上都是用碳素纖維製作的。

碳素纖維這個東西,比較常用的是彈性係數較高,受力時不易伸延的碳素纖維。高彈性碳素纖維有時會用於衛星等太空技術。當然,材料都是根據用途而區分使用的,在文章開頭介紹的香魚釣竿也常常用到高彈性碳素纖維。如果是釣真鯛、鱒魚這類拉力大的魚,為了保證釣竿能夠緩緩彎曲,吸收衝擊力,常常使用彈性係數較低的碳素纖維。

「纖維的方向或重疊方式不同,其特性就會發生很大變化。這也是非均質材料碳素纖維有趣的地方。」菅谷先生解釋道。所謂「非均質」,是指根據施力的方向不同,材料的強度相應發生變化。

CFRP對於順著纖維牽拉的方向承受力較強,而對於橫向而來的力道則承受力較弱。因此,在設計釣竿的時候,通過改變纖維方向的組合,就能夠創造出不同的特性。例如,在將4片纖維重疊時,通常是按照「豎-橫-豎-橫」的順序疊加,只要將這個順序更改為「橫-豎-豎-橫」,釣竿的構造就能變得不易折損,更加堅固。

碳素纖維被稱為「非均質材料」,其性質可以根據纖維的方向和組合而變化。例如,該公司的「V-JOINT」技術,便通過將釣竿接合處的纖維角度傾斜45度,讓釣竿具備了更加流暢的彎曲性能和更高的強度

高性能的釣竿,不同的部位,其纖維的方向和重疊方式都是下了一番功夫的。纖維重疊方式的基本原則是順著釣竿「豎向橫向90度」,不過,在釣竿的接合處,纖維的角度則要傾斜至「45度」。如此一來,釣竿彎曲的時候會更加順暢,強度也會大幅上升,因此能夠減少接合處的重疊,讓釣竿變得更輕。這是Daiwa的專利技術(下圖)。在釣竿容易彎曲的地方,除了橫豎疊加纖維以外,再將纖維45度傾斜纏繞,以此來提高釣竿的強度。還有的產品在釣竿尖端部分使用實心結構再包裹碳素纖維布,這樣既保持了釣竿的纖細,又能提高強度和剛性。一根釣竿裏可以說濃縮了各種各樣的CFRP技術。

電腦解析讓釣竿進一步進化

Daiwa的釣竿在設計上運用了電腦模擬和解析技術。不過,要製作「能夠享受垂釣之樂」的釣竿,卻離不開人的感官上的評價。要想把「能撐得住勁」「沒有韌勁」這類專業垂釣者的感受體現在設計上不是一件容易的事,此前完全都依賴於資深設計師的個人感覺。

然而,Daiwa從3年前開始引入了「應變能解析」這個新技術。於是,基於直觀感受的評價和電腦解析的結果被成功地結合在一起。通過這項技術,可以分析出釣竿受力時產生的彎曲是以何種方式從尖端分布到底部的。這種新的解析法讓我們弄清了釣竿之間的某些差異,而如果只憑藉彎曲度和剛性分布這類原有指標是無法弄明白這些差異的。「垂釣者的感受也作為可以重現的數據得以積累下來。」菅谷先生這樣描述它的效果。

Daiwa一直在挑戰釣竿開發技術的極限,「還有很多可開發的餘地。」菅谷先生說道。「碳素纖維的彈性係數在理論上是有局限的。不過,如今我們正在進行各項研究,包括改變樹脂、加工纖維表面等。還有很多其它領域的技術可以應用在釣竿上,所以我們一直在研究、探索。」

不懈追求「垂釣之樂」的探索精神,才是Daiwa技術開發的原動力。

採訪、撰文:木村菱治

  • [2015.07.27]
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