【三明治工程】滑雪板是如何製作?(結構與步驟)

滑雪板帶我們蹤橫雪山,享受冬天的剌激,不論是轉個急彎、飛天而降,還是直線加速,它都能在雪地裡帶來很出色的強韌和穩定的表現,是滑雪裡不可或缺的裝備。你或者知道怎麼滑雪,但你是否知道你腳下的「撘擋」,它又是怎麼樣製作出來的呢?

大約是6千年前吧,滑雪這種東西就已經橫空出現,在最早期,滑雪板的製造術比較簡單,都是把一塊木板打磨後拋點光,再裝上固定器就完成。但時至今日,在各種性能和滑行技術的要求下,單單一塊木板所帶來的表現已經滿足不了滑雪家的需求,循著日新月異的齒輪推動下,滑雪板的製作材料和方式也出現了嶄新的疊加設計,說白了其實就是「做三明治」

「疊加」的這個製作過程,我之所以會稱它為『三明治工程』,是因為現代的滑雪板製作就有點像在做三明治,也像在玩層層疊,為加強板子的使用性能,工廠會通過將一層層不同特性的材料重疊在一起,並固定成型,以此來造出既強韌又耐用的新時代滑雪板,一塊別具功能和針對性的特色滑雪板。無論是『單板Snowboard』,還是『雙板Ski』,它們的結構和製作方式其實都是相似、或幾乎一樣的,只是尺寸大小不同而已。

那『三明治工程』的製作步驟是如何呢?在了解這點之前,我們可以先來認識一下滑雪板的構造有哪一些,有了一個基本的組成部分概念後,可以更清楚滑雪板製造的過程是如何推進的。

滑雪板的結構

1. 底座 Base

常見材料:
・聚乙烯塑料|P-Tex

作用:
由於滑雪板底是與雪地最常接觸的部分,對於摩擦抗性的要求較為高,所以需要用到吸濕性低,摩擦係數低,並且耐磨損性的材料作配合,除此之外,為了滑行體驗更佳,吸蠟的特性也是底座需要俱備的條件,而P-Tex 的材質便正正都乎合這種素求。

2. 鋼邊 Edge

常見材料:
・噴砂硬化鋼|Hardened and Sandblasted Steel

作用:
以360°環繞著底座,主要是強化底座材料外圍的接觸界面,以保護它的易損性邊緣。另外,透過打磨硬化鋼的側面和底部的傾角角度,可以調整在進行轉彎時,滑雪板對雪地的抓地力,有助配合不同的滑雪技巧需求,缺少、或不鋒利的鋼邊,會讓滑雪板容易造成打滑的現象。

3. 橡膠箔 Rubber Foil/VDS Foil

常見材料:
・天然硫化橡膠|Natural Vulcanized Rubber

作用:
VDS Foil(Vibration Dampening System)名為『振動阻尼系統』,它有兩種主要用途-
1. 加強每層材料與材料之間的材質粘合度,減低碰撞時導致的材料分裂可能提高抗撞性。
2. 抑制滑雪板在滑行時的顫動頻率,加快吸收滑雪板上下跳動的速度,以達至滑雪板更穩定的表現。

4. 結構層 Structural Layer

常見材料:
・複合纖維|Composite Fiber
・金屬物料|Metal

作用:
複合材料層一般在滑雪板中會加入2-4層,並上下包圍夾住核芯,目的是加強核芯的柔韌力。透過使用不同的複合材料鋪設,可混合出不同的保護特性,亦為核芯提供更好的力量強度,和不同的剛強變化,是滑雪板橫向抗扭曲性的最大來源。

5. 強化層 Reinforcement Layer

常見材料:
・複合纖維|Composite Fiber
・金屬物料|Metal

作用:
此層的作用大致和結構層相同,唯獨不同的是它所放置的地方會在滑雪板局部的位置,而不是全面。這樣既能加強滑雪板定點的剛性,還可以減輕不必要的重量。而需要作特別加強的位置,一般會在固定器、頭尾的曲面、或者是縱向骨桿等的位置。

6. 核芯 Core

常見材料:
・層壓木材|Laminated Wood
・複合纖維|Composite Fiber
・金屬物料|Metal

作用:
作為支撐整塊滑雪板的支桿,一切的組裝都圍繞著此核心結構而鋪設。核芯的功能比較集中在提供縱向的強度和剛性給予整塊滑雪板。根據材料的配合,還可以在不同的部位產生不同的硬度、彎曲度和重量,以此塑造滑雪板的特性,而層壓木材是滑雪板核芯最常用的材料,因為它可以同時具有不止一種的木材特色。

7. 側壁 Sidewall

材料:
丙烯腈丁二烯苯乙烯|ABS
超高分子量聚乙烯|P-Tex

作用:
側壁故名思義是用作保護滑雪板的側身,它防止任何來自外部,對核芯側面的損壞性接觸。雖然核芯上下的結構層可以向下延伸,以至包裹覆蓋滑雪板的側身,但結構可承受的衝擊能力不高,以致於容於損壞,所以需要額外的側壁,來為滑雪板提供更好的抗撞性、和抗扭曲性,讓滑雪板核芯受到更有效的保護,增強耐用能力。

8. 頂面片 Topsheet

常見材料:
・尼龍|Nylon
・木材|Wood
・塑膠|Plastic 
・複合材料|Composite Fibre
・熱塑性聚氨酯|TPU
・丙烯腈丁二烯苯乙烯|ABS

作用:
它主要擔當的角色是抗磨損性和防水功能,因為這是滑雪板的最後一層部件,用作保護滑雪板內的所有組成層,同時亦為圖案花紋提供了很好放置界面。此層的厚度極為之薄,一般只有幾毫米厚,但可使用的材料範圍卻非常廣泛。

滑雪板的製作步驟

了解了滑雪板各部分的結構後,我們便可以來認識一下它的製作過程。

每家滑雪板製作廠商都有自己品牌的獨特性,而這些獨特的風格,其實都是由它們所疊加的材料種類和位置來創造形成的,因為單以這種形式作不同配撘,就已經可以變化出千種萬種不同的滑雪板類型,雖然它們的種類繁多,但製作的步驟卻大同小異,整體相似。

以下就為你整理出,從零到生出一塊滑雪板時,
需經歷的
22個製作步驟

小知識
製作滑雪板時,會經常看到製作者在材料面上,塗上一層又一層的透明液體,這液體其實是一種稱為「環氧樹脂 Expoy」的黏合劑,它分別由”樹脂”與”硬化劑”混合而成,很適合在疊加過程中,作為每層材料與材料之間的連接物,因為在凝固後,它會創造出非常黏合和強硬的特性,令結構部件能完全融為一體,它亦被常用於修補底座之用。

第1步:切割原材料

5%

核心、座底、側壁的原材料會被放入CNC進行形狀切割。CNC(Computerized Cutting Machine)是一部由電腦根據設計圖紙進行切割的自動機器,讓材料的寬度、弧度、厚度變化全部一次按設計割或打磨。

第2步:黏貼側壁

9%

如果滑雪板的設計設有側壁部件,那麼完成切割的核芯,會首先與側壁進行黏合固定,並閣置風乾,成為滑雪板的第一組部件。由於側壁物料非常堅硬,所以在黏前需要進行加熱,以便於塑造所需的弧形。

第3步:固定鋼邊

14%

切割完成的底座會進行加置鋼邊工序;鋼邊先被屈曲成底座的形狀,並根據所需尺寸而修剪,然後用環氧樹脂與底座進行黏合固定。

第4步:底座模切

18%

模切是一種讓底座呈現風格的步驟,主要用作添置製造商的商標。底座的部分會按商標的圖案而切割,並再用相同材質,但不同顏色的底座填補空隙來形成對比,以此呈現花紋設計。

第5步:把底座放進模具定位

23%

為防止部件在組裝時移位,已接好鋼邊的滑雪板底座會先放到加壓用的模具底座中,以固定接下來材料增疊時,所應該放置的位置。

第6步:圍繞鋼邊貼上橡膠箔(1)

27%

如果直接與下一層材料黏合,凹凸不平的鋼邊容易造成材料與材料之間分離的可能。用橡膠箔,圍繞着鋼邊的位置進行覆蓋,可以有助平滑鋼邊的頂面,湊合與下一層部件更好的接合之餘,又可以加強鋼邊的固定和強度性。

第7步:全面鋪上複合材料(1)

32%

用複合材料把底座全面覆蓋,全面加強底座的性能值,為核芯的下方扭剛性和強度定下基礎,普遍滑雪板都會在此層使用玻璃纖維作鋪設。

第8步:圍繞邊緣貼上橡膠箔(2)

36%

對固定要求高的廠商,會再次於滑雪板的邊緣位置貼上橡膠箔,提㫒材料與材料之間的接合力。

第9步:放上骨桿核芯

41%

屬於滑雪板”下層”部分的部件,大致上已經疊好,然後可以把之前已時先組裝好的核芯鋪設其上,把滑雪板的靈魂骨桿位置定位在此。

第10步:圍繞鋼邊貼上橡膠箔(3)

45%

不厭其煩地再一次在滑雪板的邊緣貼上橡膠箔片,這是第三次的貼上,隨著一層層下來,橡膠所符帶的阻尼值也會一步步地增加,有助提升更多減擅動的性能。

第11步:鋪上增強結構的材料

50%

核心放置完畢後,會於性能設計需要的地方,如頭尾的接合位、固定器放置位等,增添1-2層額外的複合材料或金屬材料,以增強局部的強度。

第12步:全面鋪上複合材料(2)

55%

再次鋪上複合材料,為核心的上方加強性能值、扭剛性和強度。有時一些滑雪板會使用與第一次鋪設時不同的材料,以混合出更多材質特性的變化,創造出更多元化的滑雪板性能。

第13步:鋪上頂面片

59%

最後把打印好圖案的頂面片對齊黏上至疊層,以作為滑雪板上方最後的保護措施,完成後,便鋪設好滑雪板所有的組成部分,但工序仍未結束。

第14步:放置到加壓機加壓

64%

蓋上加壓用的頂層鋁片,並放入加壓機進行加壓,以擠出多餘的環氧樹脂。高温加壓有助環氧樹脂的黏合和滲透度,並縮短凝固時間,所以夾層會在180°C下被加壓至約6,000-20,000磅之間,維持25分鐘。

第15步:切割多餘的部分

68%

從加壓機取出已徹底凝固疊合的半製成品,並使用鋸機沿着鋼邊,把滑雪板以外的多餘部分裁去,以得出所預期的滑雪板形狀。

第16步:調整側壁的角度

73%

用打磨機把側壁,磨出向內的斜面狀,這可以減緩滑雪板在屈曲時,因材料過度承受壓力變形而損壞,增加耐用性。

第17步:磨除鋼邊的雜料

77%

用打磨機把鋼邊表面殘留的環氧樹脂磨去,以得出鋒利的邊緣,不然會影響滑雪板的抓地力,和轉彎的順滑感。

第18步:調整鋼邊的角度

82%

然後對鋼邊的側面和底面進行角度調整,側面的角度會打磨調整至界乎90°-87°之間,而底面則界乎在0.5°-1°之,視乎滑雪板定位在那一方面的滑雪風格或用途。

第19步:圓滑頂面片的邊界

86%

把頂面片的邊緣位置打磨出弧形,並接着進行拋光修飾,這可以令徒手拎握滑雪板時,增強手感的舒適度

第20步:打磨底座

91%

為確保滑雪板的底部平坦順滑,滑雪板會再次被送到打磨機中進行平整,以保證底座並無凹凸不平的粗糙,和多餘的環氧樹脂影響滑行。

第21步:上熱蠟

95%

清潔底座並為它鋪上第一層的熱臘,在滑雪板交到買家手上前,這可以使滑雪板即使被存於倉庫中很長一段時間,但依然可以保持底座在最好的滋潤狀態。

第22步:撕掉頂面的保護層-完成

100%

最後,撕下覆蓋在頂面片上的保護層,一塊新鮮出爐的滑雪板就此完成啦,它隨時準備好被加上固定器,於用家的腳下,在雪地上飛馳。

以下是3段不同滑雪板製作商的滑雪板製作過程影片,
可以看到製作方式其實都非常相似:

透過這次的認識,以後去到店裡挑選滑雪板,便不會只看到滑雪板表面花俏的圖案,而還能看穿它的內部組件,找出它的價值。向店員的提問,也不再停留在查詢顏色、或長短事項上,而是帶知識的一針見血。

作者 Author

JM 張振銘

雙板滑雪教練|NZSIA -冬為白雪獻身尋高山剌激-

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