为何北京冬奥会冰壶那么贵?稀有材料、复杂工序、人工耗时都是天价!

发布时间: 02月15日 浏览次数:1030

 

冰壶是一个谜,每四年让冬奥会观众着迷。这项起源于16世纪的运动着实有趣,两支队伍轮流将石头推下冰面,而其他队员则疯狂扫地。但是,对于冰壶界以外的观众来说,观看冰壶会引发很多问题。为什么冰壶那么贵?为什么冰壶底部会凹面卷曲?为什么冰上面有“”?为什么要不停的搓地?本文一一为您揭开。

 

 

北京2022冬奥会前夕,位于苏格兰的凯斯冰壶厂(Kays Curling)的工人们正精细研磨96只冰壶,它们将成为北京冬奥会的官方比赛用品。为保证冰壶底部完美的摩擦面,需要对这些卷曲石头边缘进行很好的钻孔、磨擦和抛光。

 

 

现代冰壶材质非常讲究,并非一块孤单的石头,而是花岗石和大理石两种石材镶嵌打磨而成——是由不含云母的花岗岩经人工打磨而成,并且这种石材只产自苏格兰和威尔士。

 

看似只是用石头磨圆了做出的“冰壶”,其实造价不菲,一套冰壶装备价格可高达18万元,其中一只冰壶要12000元人民币。

 

○ 图源:World Curling

 

冰壶比赛看起来轻松无比,实际上斗智斗勇,而且冰壶的制作标准也很严格。目前世界上只有三家公司可以制作出高质量的冰壶。由此可见,材料稀有、工序复杂、人工、耗时等等都是冰壶售价高昂的重要因素。

 

 

▼ 冰壶材质是普通的石头吗?

 

冰壶公司采集的石头均来自苏格兰西海岸火山岛上的花岗岩石 ——蓝油石(Blue Hone),迄今为止,在世界其他任何地方都没有发现适合用作冰壶石的同等类型的花岗岩。自1924以来,这里一直是冬季奥运会冰壶石块的唯一供应地,无论是北京冬奥会,还是索契冬奥会。

○ 图源:Canadacurlingston

 

苏格兰 Ailsa Craig 岛不含云母的花岗岩石,经钻石研磨制成,由于数百年来长期开采,可供制作冰壶的花岗岩越来越少,使得冰壶价格极为昂贵。

○ 图源:Canadacurlingston

 

冰壶石头的底面必须非常坚硬,更能抵抗热传递,帮助它更好地应对冷凝。在运动中,运动员将石头滑过约 150 英尺(46 米)长的冰层,朝着四个同心圆的目标区域滑行,耐用性至关重要。即使与另一块石头接触也不会碎裂,还能把能量弹回来。

 

而蓝油石无孔花岗岩,由6000万年前的火山喷发形成,吸水率低,可防止反复冻结的水侵蚀,契合了以上所有冰壶运动的要求。


 

▼ 为什么冰壶底部不是平面的?

 

冰壶是唯一一项在弹丸离开投掷者手后可以改变其方向的运动。为什么石头底部会凹面?为什么冰上面有颗粒?为什么要不停的擦地?所有这些问题的简短答案是摩擦。

 

 

冰壶在冰面上旋转,并使其在冰上移动时弯曲(卷曲)运动。对于大多数投球来说,球员在投掷开始时瞄准的点(跳跃者拿着扫帚头作为目标)并不是投掷石块的目标,因此一支球队可以将他们的投掷石卷曲在另一支球队的周围和后面。

 

经过致密抛光抛丸处理的花岗岩材质的冰壶,高11.5厘米、重20公斤左右,每块重 19.1 公斤(44 磅),冰壶的底部摩擦面是凹形的细圆环,这是为了最大限度地减少了岩石的表面积,从而最大限度地减少了摩擦。

 

○ 图源:Gornostaj/iStock/Thinkstock...

 

 

▼ 为什么要擦地?冰面不是平的?

 

冰壶比赛的冰面与花样滑冰和短道速滑的冰面不同,它不是完全平整的。

 

冰面尽可能平整之后,制冰技术人员在冰层上均匀喷洒冰粒,冰壶底面就在这“冰层”上滑行。运动员通过使用冰壶刷摩擦冰面使冰面温度升高,从而减小冰面所产生的摩擦力,使冰壶滑行更长的距离,同时由于擦冰后冰面会出现颗粒状冰沙,可以一定程度上改变冰壶运行速度或改变冰壶运行方向。

 

○ 图源:Rich harmer Photography

 

 

▼ 什么是卷曲?

 

多年来,科学家们一直在争论试图描述形成冰壶石拱形路径的潜在机制的物理学。很难描述作用在石头上的力,因为更多的旋转不会转化为更多的卷曲。

 

通常,石头在好的冰上旋转 3 到 5 圈会导致它在沿着冰片长度方向移动 3 到 4 英尺左右。如果你用力旋转一块石头,它根本不会卷曲。 

 

○ 图源:scienceabc

 

为了获得最佳的冰壶条件,冰必须有纹理,看起来比光滑平整更粗糙和锯齿状。当石头底部越过这些划痕时,微观力会将其向划痕的方向移动。

 

 

▼ 冰壶是怎么造的?

 

在现代,一块花岗岩从石头到冰壶,也要经过多道工序,要经历开采、石料切割(毛坯)、中心钻孔、壶身与壶底打磨、安装底面、抛光等多个环节。其大致流程如下:

 

① 花岗岩要被切割成半径为15厘米的圆形。切割必须非常精确,以确保每块冰壶石大小相同。每块石头的形状都是为了确保它们在随后的体育比赛中尺寸相同 。

 

○ 图源:World Curling

 

② 机器在冰壶石的底部打一个孔,并添加一个单独的花岗岩模具,以制造出更高质量的产品 。

 

○ 图源:World Curling

 

③ 蓝色珩磨花岗岩被切割成圆形小块,然后粘在主石轮毂上。蓝色磨刀用于底面,因为它在冰上更难磨损 。

 

○ 图源:World Curling

 

④ 然后机器对粘合后石头进行精细抛光,以确保其具有所需的光泽度 ,这一步是所有工序的核心。有时需要工人们仔细的磨砂手抛,这像抛光珠宝一样的细致入微,所以一直没有被机床代替。

 

图源:World Curling

 

⑤ 完成表面处理所有工序后,还需要对每个冰壶进行细致的检测,无论手持放大镜还是显微镜观察。有瑕疵的将返回上一步。

 

○ 图源:法新社

 

⑥ 最后一道工序是为冰壶装上手柄,就可以包装交付了。

 

○ 图源:World Curling

 

 

▼ 如何实现冰壶卷曲?

 

实现冰壶卷设计,背后所有的工艺中,打磨抛光是核心。在过去,在没有机器的情况下抛光它们是非常费力的工作。制作冰壶更多要依靠人工精确的计量和打凿,这对工人的技术提出了更高要求。

 

一般情况下,5个熟练工人3天就能完成一套冰壶。工人在生产过程中的经验有时起着非常重要的作用,这是生产出优质卷曲效果的关键。抛光环节又包括了多道工序,需要利用不同精度的砂纸,从粗抛光、细抛光到最后的精抛光。

 

○ 图源:法新社

 

现在有了精密机床,为了达到冰壶底部凹面的滑动卷曲精度,工人仍需要依靠经验使用金刚石工具,通过立式机器车床对石头研磨,一边旋转一边在上面放上粗金刚砂和水,压上一块光滑的铁在石头上旋转,有时还可能涉及到喷砂打毛,这些是为了:

 

  • 提升冰壶卷曲度、滑涩度,直白点就是使冰壶在冰上的速度更加顺畅旋转。

  • 通过致密抛光达到防水、抗撞,在潮湿冰面反复摩擦的过程中能长久保持原形。

 

① 打磨抛光

 

初次打磨冰壶后,壶底会产生一些锋锐的颗粒,还要进行二次打磨抛光,这个过程全部是手工完成。这个过程中必须小心地洗掉金刚砂,如果不去除划痕,就不可能获得良好的抛光效果。

 

当获得均匀的颗粒、无光泽的抛光时,再次仔细清洗,去除所有金刚砂痕迹。将一块毛毡固定在一块木头上,在上面放一些稍微润湿的腻子粉,然后涂在石头上,直到获得良好的抛光效果。

 

○ 冰上技术员 “粘贴”冰壶石任务,这个过程在冰上产生更多的卷曲。图源:CBC体育

 

②抛丸喷砂打毛

 

利用细小的玻璃珠喷射壶坯边缘,让冰壶侧面的一圈产生孔洞以分散碰撞时产生的撞击力。就像打毛抛丸机针对石材表面清理打毛的一种专用抛丸机,能迅速清理石材表面污垢,并进行初步的毛化处理。

 

除此,还要将壶坯的上下两面分别放在粗砂纸上摩擦,使冰壶在冰上具有一定的抓地能力。

 

○ 图源:法新社

 

③检测

 

打磨后制冰师会通过拓纸来检测打磨完的冰壶底部是否均匀。工人用滚轴放在石头上来检测,对所有的冰壶要进行逐个检查。

 

冰壶经过精雕细琢地打磨后,在比赛前每只壶要通过测试检查滑涩度和弧线。同时要跟做好的冰面相融合,这样才能保证比赛时冰壶在赛道上更好地展现。

 

○ 图源:World Curling

 

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国际去毛刺&表面精加工技术展览会

2022.12.12-14

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