中国乒乓,不断前行
樊振东赢了!
这是中国乒乓球队在奥运赛场上的第34枚金牌。自1988年汉城奥运会起,一代又一代的中国球员在赛场上顽强拼搏,创下佳绩。
然而中国运动员的赛场路并非一帆风顺。国际乒联每隔数年就会对赛制、球拍、比赛用球等项目进行规定调整。对于高水平运动员来说,每次细微的调整都可能对打法、战术乃至身体状况带来巨大的影响,必须不断突破才能一直保持成绩。
比如国际乒联改过球体大小,对擅长削球的球员冲击很大。2000 年初乒乓球直径从38毫米改为40毫米,重量控制在 2.760~2.769 克,这让球速和旋转速度都减弱了。这次调整,据丁宁分析,对孔令辉、刘国梁成绩的影响很大。后来为了降低球速,增加来回、增加观赏性,乒联将原本39.50至40.50毫米的直径,上调到40.00至40.60毫米,乒乓球上印的标示为40+。
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本次比赛用球是广州双鱼
球体材质也更改了。国际乒联从2014年开始,就启用了以高分子聚合物为原料的 ABS 新塑料球,用以替代从 1891 年开始,沿用了123年的乒乓球制造原料——赛璐珞(celluloid,硝化纤维塑料)。两种材料制成的球,就算直径相同,硬度、弹性、重量等指标也发生了改变。这降低了进攻时的球速,最终导致力量型打法的选手伤病高发,张继科、李晓霞深受影响。
中国前女子乒乓球运动员丁宁,运动生涯中取得过 21 个世界冠军头衔。她2020年的硕士论文,就研究了 ABS 材质兵乓球相较于赛璐珞材质的乒乓球的现状。对当时参与她的研究的国家队运动员来说,弹性强、速度快和易控制,是对 ABS 材质新球的主观感受;旋转弱、线路飘、手感差等成为他们不喜欢新球的主要理由。
对参加奥运会和世锦赛的高水平运动员来说,他们对任何细微差异都感知极其敏锐。那为什么一定要换材料呢?
从赛璐珞到ABS
赛璐珞,是音译自 Celluloid Nitrate,主要成分是纤维素硝酸酯,以及乙醇、樟脑等。其实,这三个字即便对于 90后来说也不陌生,日本早期动画片就叫赛璐璐动画,因为一开始的手绘底片也是用赛璐璐这种硝化纤维的材料。
在过去的一百多年里,赛璐珞是乒乓球生产中不可替代的原材料。但它易燃的缺点也非常明显,而且燃烧时会释放大量刺激性有毒气体。一旦遇到明火和高热,烧起来很吓人。更新换代,可以说是一种等待新材料应用的必然结果。作为一名 90 后,我读小学时,自然课上教做如何自制小火箭,燃料材料就是碾碎的火柴头和粉碎的乒乓球……另外,过去乘坐飞机,也是不允许携带赛璐珞乒乓球的。
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新型乒乓球,中国制造
ABS 新型塑料球的研发主力企业,是我们熟悉的红双喜和双鱼牌。据中国体育报,早在 2008年北京奥运会期间,国际乒联主席沙拉拉在与上海红双喜和广州双鱼的企业代表见面时,提出了希望中国企业研发出一种取代赛璐珞的新材料用球。随后经过三年多的努力,在 2011年,新材料球 ABS塑料乒乓球才初步研发成功。其后又经过三年稳定发展,才于 2014 年正式成为国际赛事的指定用球。
下图是本次2024 年巴黎奥运会的比赛用乒乓球,供应商是我们熟悉的广州双鱼,由国际乒联(ITTF)指定。
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有缝球和无缝球
我们观赏乒乓球赛时,特别喜欢看选手打高难度的技术球。对于乒乓球来说,球体的旋转正是乒乓球项目最大的魅力所在。运动员在比赛中通过搓、拧、拉等技术动作制造乒乓球的不同方向和速度的旋转,给对方的回球造成困难。
目前市面上的新型 ABS 塑料乒乓球,在制作上分为“有缝”和”无缝”两种工艺。其中”有缝”技术是采用两个半球体胶合的方法,沿用了赛璐珞乒乓球的胶合处形成接缝。其落点、声音、牢度、旋转和飞行轨迹与传统赛璐珞乒乓球非常接近,因此在厂家的宣传卖点中也会提到”保持传统乒乓球的规律和手感”。
根据丁宁的研究,在摩擦并击打乒乓球造成旋转飞行后,新材料乒乓球的落点稳定性优于以前的赛璐珞乒乓球。在 ABS 材质内比较,无缝塑料球的旋转相比有缝塑料球有所下降。有研究者发现,无论使用正手搓球技术还是反手搓球技术,无缝塑料球的转速均值都低于有缝塑料球。后来经过研究发现,这是因为有缝塑料球在与胶皮接触时,发生的形变程度较无缝塑料球更高,与球拍接触时间更长,经过充分的摩擦后,产生了更强的旋转。
乒乓球是如何制造的?
既然都聊到了乒乓球的前世今生,就一起来看一看过去的赛璐珞乒乓球和现行 ABS 塑料球中有缝球的生产有何不同吧~
小圆片
首先,所谓的 ABS材料,是由丙烯腈(Acrylonitrile),丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene copolymer)组成的三元共聚物,简称ABS,是目前使用成熟、应用相当广泛的一种工程塑料,在物理性上具有刚、硬、韧的特征。赛璐珞球和ABS 有缝塑料球都采用的是两个半球体粘合的工艺。在成为半球体前,都是一张张原片。下图为 ABS 有缝球的塑料小圆片。
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厚度检测
对塑料片进行厚度检测,符合标准后才能开始制作。
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早期制作赛璐珞球时,工厂会调制浓度为 40% 的酒精溶液,再把赛璐珞原片倒进去浸泡软化十天,这样等塑造成形的时候塑料片会延展得更均匀。而现在的 ABS 塑料球的工艺已经得到了改良,生产效率有了很大的提高。
反复加压 vs 一次成型
赛璐珞乒乓球加压做半球的过程是需要机器反复操作的,如果一步加压到位,会导致原片各部分的厚度不均匀。
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半球经历逐步变形。加工后的半球内壁厚度会从 0.8 毫米变成 0.5 毫米,而后再用清水冷却。
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而 ABS球生产工艺的不同之处在于它采用了”热流道技术”。即在高温条件下,原料直接成型为半球体。如下图所示,金属模具是一个半球形,其上有一个活塞加压,而模具本身处在加热状态。当工人把塑料小圆片放进去,机器一边加压加热,一边浸入到 93℃ 的热水中,就一次成型了。这里用热水,也是防止整个原片的温度变化太快导致皲裂。
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切削边缘
不管是赛璐珞球还是ABS 有缝塑料球,都是加压制作好的半球落到自动车床上,车刀就主动去切除半球多出来的 2 毫米毛边了。
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接下来要进行厚度筛选,工人会用传感器测试每个半球的内壁厚度。即便用的是同样的材料和同样的延展过程,成型厚度也会有不一致,在赛璐珞乒乓球时代,厚度的检测时还会按照 0.01 毫米的差异分成 14 组,分类后用于匹配的”两两合一”。
合二为一
筛选分组后厚度接近的两个半球,其中一个要被放入模具重新加热,机器会稍微加压让这个半球的边缘变小。方便后面将它的好 cp 盖上去,左一半,右一半,你是我的另一半... 然后直接就是机器的自动上胶过程了,从结合的侧边自动注入胶水,由于毛细效应,胶水会自动渗入缝隙,把两半的球体粘合到一起。下图左侧滚出来的球体就是已经是上胶完成。
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干燥处理
自动脱模后的乒乓球原型,接下来还需要进行干燥处理。过去赛璐珞材质的乒乓球干燥得统一放置在 40℃ 的环境温度下干燥 60 天,才能让胶水完全干燥以防兵乓球变形。但是现在选用的环保型 ABS 塑料材质,直接把干燥时间缩短到了 15 天,大大提高了生产效率!
初次研磨
干燥好的乒乓球接下来要进行研磨处理了,别忘了我们两个半球拼合处的接缝!研磨机里倒进研磨粉后,能把整个乒乓球的边缘摩擦的光滑很多,研磨之后才能进行最重要的”圆球处理”。下图用的是赛璐珞球的生产视频。
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加热成型
把边缘还没完全抹平的球体塞入模具中,模具上布满了 22 个直径为 0.3 毫米的舒压孔,接着送入 380℃ 的烘箱加热。乒乓球内部的空气受热膨胀后,球体表面会完全贴合球形模具,从而抹平缝隙,形成光滑的圆球。
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乒乓球在烤箱中还得按照 380℃—120℃—90℃ 的顺序缓慢降低温度,最后再淋水彻底冷却后进行第二次研磨,这次放的不再是研磨粉,而是研磨石,按照球的重量设定打磨时间,从而获得符合标准重量的乒乓球。
到这里一个乒乓球就完成了,但还没完呢!检测更是重中之重。本届 2024 巴黎奥运会的乒乓用球,厂方设置了 15 道自动检查工序,择优的概率大约是 100 个球中选出的那 3 到 5 个用于奥运会。我们来展示几个可以找到视频资源的主要环节~
透光检测
工人在灯光下检查 ABS 有缝塑料球的接缝是否均匀,有无损伤,从而对球进行分级。
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重心检测
经过透视筛选的乒乓球要沿着中缝进行滚落测试,球会朝着自身重心偏移的方向滚动,只有走出合适轨迹的乒乓去才能通过测试。像奥运会和世锦赛这种级别的比赛用球,会要求平衡测试的乒乓球是完全笔直行走的。
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硬度检测
以圆型为基准,检测球体两极的硬度。按照国际乒联规定的测试方法,ABS 材质的乒乓球的硬度高于醋酸纤维和赛璐珞材质的乒乓球。
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重量检查
如果这里检查的乒乓球重量超过 2.769 克,就需要退回到研磨那一步,重新研磨到合适的重量规格,当然也得重新做重心检测了。
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圆度检测
还要看整个乒乓球的圆度是不是符合标准。ABS乒乓球的圆度差可以控制在0.08mm之内,从而使得乒乓球在飞行过程中能保持更加稳定的飞行轨迹。
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弹跳检测
国际乒联对用球的弹性公差标准是要求小于 25mm,但本次奥运会,由厂方供应的弹性公差都小于 4 mm,可以说在奥运会,就连被打的乒乓球都是最优秀的……下图为乒乓球光控弹跳仪上的检测,开门检测只是为了方便演示拍摄无遮挡。在 ABS 乒乓球的检测中,无缝球的弹性大于有缝球。
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印上星数
经过乒乓球的各类检测,自然会分出不同等级。上等品是三颗星的比赛用球,其他的就是一颗星的训练球了,当然价格分类也是这么来的。这个环节分类除了会印上星星数量,而后还会再印上出厂方的大 logo。
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来点冷知识降降温
用木拍击打赛璐珞球时会发出“乒”的声音,当球落在桌上又会发出“乓”的声音,这就是乒乓球名称的由来。斯球既去,余音绕梁…
对于中国的乒乓球运动员来说,或许最大的凡尔赛就是“我拿了好几个世界第一,就是没拿过全国第一……”
Gif 截取自 YouTube 博主 World Table Tennis 的《Pingsider | How Table Tennis Balls are Made》、CCTV Video News Agency 的《Chinese-made Table Tennis Balls, Tables Arrive in Paris for Olympics》、日本 The Science Channel 频道的 THE MAKING 视频(130)《ピンポン球ができるまで》以及b 站 up 主 Clark-D 的《【乒乓球】赛璐珞的球和新材质塑料球快速鉴别法》和 ITTF 官方图片
参考资料
作者:Cast
编辑:Luna
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