Technology & Development
XWAVE 샤프트는 기존 방식으로 제작되는 골프 샤프트의 단점을 보완하기 위하여 샤프트의 팁부터 버트까지 전체적으로 고탄성 탄소섬유로 된 다수의 가닥을 직조(Braiding)한 이중 구조의 샤프트입니다.
기술 개발의 시작점
보편적인 샤프트 제조 방식의 한계
- 샤프트의 제조 원료인 탄소섬유 프리프레그 쉬트를 샤프트의 강도와 토크를 발현하기 위하여, 샤프트의 길이 방향으로 탄소섬유가 배열된 시트(4)와 사선 방향으로 배열된 시트(3)를 여러 겹으로 롤링하여 제작.
- 팁부부의 강도 보강과 킥부분 조정을 위하여 작은 보강용 시트를 추가하여 롤링.
샤프트의 스윙 메카니즘에 따른 탄성 작용에 대한 구조적 해석
일반적인 탄소섬유 Graphite Golf Shaft 재료 구성 및 제조 과정
드라이버를 어드레스에서부터 백스윙, 다운스윙, 임팩트 과정으로 살펴 보면 백스윙 탑에서는 헤드 무게의 관성에 의하여 샤프트의 축방향 보다 헤드가 약간 아래로 떨어뜨려져 있음.
다운스윙을 진행하면서 샤프트를 가속시키면 헤드의 중력과 관성에 의해 샤프트가 스윙 반대 방향인 우측과 위쪽으로 휘어지게 됨(실제 샤프트에 작용하는 힘은 우에서 좌로의 힘과 위에서 아래로 작용하는 힘이 3차원적으로 복합적으로 샤프트 전체에 작용하게 됨)
휘어진 샤프트는 샤프트의 설계된 탄성강도(Flex)에 따라 제자리로 돌아오는 탄성과 헤드 무게의 의한 가속력으로 임택트 순간에는 헤드 부분이 약간 앞으로(Lead Deflection), 밑으로(Toe Down Deflection) 휘어진 모습으로 공을 타격하게 됨
스윙 전체 과정중 헤드 무게중심과 샤프트 중심축의 차이, 좌.우 손목의 로테이션으로 인하여 드라이버 헤드의 회전에 의한 샤프트를 비트는 힘 (Torque) 작용 -> 임팩트시 헤드의 정렬(Open, Closed)에 영향을 미침.
기존 롤링 방식으로 제조한 탄소섬유 Graphite Golf Shaft의 한계점
- 스윙스피드에 비해 더 Flexible한(Flex가 낮은) 샤프트는 임팩트시 더 많은 Lead Deflection과 Toe Down Deflection이 발생하여, 샤프트가 당겨지면서 헤드 페이스가 닫혀지게 맞거나(심하면 악성 훅구질), 골프공이 헤드 페이스의 윗부분에 맞아 탄도가 높아지게 되어 결과적으로 거리가 짧아지게 됨
- 스윙스피드에 비해 더 Stiff한(Flex가 높은) 샤프트는 임팩트시 적절한 Lead Deflection과 Toe Down Deflection 양에 도달하지 못하여, 헤드페이스가 열려서 맞거나 (심하면 슬라이스 구질), 골프공이 헤드 페이스의 아랫부분에 맞아 탄도가 낮아지게 되어 결과적으로 거리가 짧아지게 됨
- 스윙스피드와 샤프트 Flex에 의한 Lead Deflection과 Tow Down Deflection 량의 차이는 스윙과정 중에 작용하는 샤프트에 배열된 탄소섬유의 탄성작용의 차이에 기인하는 것으로 샤프트에 배열된 탄소섬유 중에서, 샤프트가 휘어지는 반대방향에 배열된 탄소섬유는 탄성 작용을 하게 되지만 휘어지는 방향에 배열된 탄소섬유는 탄성작용에 기여하지 못함
- 이러한 탄성작용 보강을 위하여 탄소섬유가 사선으로 배치된 프리프레그 시트를 롤링하게 되었음
- 탄소섬유가 사선으로 배치된 프리프레그 시트는 탄소섬유가 일정 길이로 끊어진 형태로 배열이 되어 샤프트에 작용하는 탄성에 한계가 있음
- 이러한 샤프트 스윙에 따른 동역학적 움직임과 탄소섬유 프리프레그 시트의 구조적 한계로 인하여, 일반적인 그라파이트 샤프트는 스윙스피드의 급격한 변화에 따라 볼을 정확하게 타격하는데 어려움이 있음(R플렉스 사용 골퍼가 컨디션 또는 스윙 의욕에 따라 스윙스피드를 달리 하는 경우 일관성 있는 구질을 만들기 어려움)
- 다양한 샤프트 제조회사들은 상기의 문제점을 보완하기 위하여 테잎 형태의 얇은 탄소섬유 프리프레그 시트를 사선 방향으로 샤프트 전체를 감싸거나 (TPT), 탄소섬유를 직조한 프리프레그시트를 사용하는 제조공법(Seven Dreamers), 탄소섬유 가닥을 샤프트에 나선형태로 각도를 달리하면서 감는 Winding 기술 (PEDERSON) 등을 개발함
X-WAVE Shaft 제조 방식
X-WAVE는 Rolling 방식으로 제작되는 골프 샤프트의 단점을 보완하기 위하여, 기존의 Rolling 방식과 샤프트의 팁부터 버트까지 전체적으로 여러가닥의 고탄성 탄소섬유로 직조(Braiding)한 이중 구조의 샤프트 제조 기술 개발
01
여러 가닥의 복합재질의 탄소섬유 와이어를 팁에서부터 버트부분까지 무봉제(Seamless)로 직조(Braiding)함으로써, 샤프트의 모든 방향의 휨과 뒤틀림에 대한 탄성과 복원력을 강화 시킴
02
샤프트의 Rolling층과 Braiding층을 다양하게 배열하거나, Braiding 하는 탄소섬유의 구성 필라멘트수와 직조 가닥수를 다양하게 적용하여 다양한 특성의 샤프트 제조 기술을 확보
골프 스윙의 메커니즘에서, Braiding된 탄소섬유는 샤프트가 휘어지는 방향의 반대쪽 에서는 탄성 작용을 하면서 동시에 휘어지는 방향에서는 샤프트를 지탱해 줌으로써, 스윙과정중 샤프트를 아래로 떨어뜨리는 힘과 우측에서 좌측으로 휘두르는 힘의 방향에 대해 어떤 속도로 샤프트를 휘두르더라도 항상 제자리로 돌려 놓으려는 균형적인 힘을 작용하게 됨
03
스윙로봇
비교 테스트
일반 롤링 제작 샤프트
X-WAVE 브레이딩 샤프트
일반 Rolling 방식으로 제작된 50g대 R-Flex 샤프트는 88mph 스윙스피드시 직선타구로 비행을 하지만, 95mph, 100mph로 스윙스피드를 올리면 헤드페이스가 점차 닫혀 맞게 되어 타겟방향 좌측으로 훅성 구질 발생
VS
X-WAVE의 Braiding 방식으로 제작된 50g대 샤프트는 88mph에서 95mph, 100mph로 스윙스피드를 높이더라도 임팩트시 헤드페이스의 Angle에 변화가 거의 없고, 적절한 Launch Angle을 구현하면서 최상의 Carry 거리를 달성함.
FBT Golf 샤프트 특허 및 인증 자료
X-WAVE 샤프트 관련 기술자료 및 논문
1) 무봉재 탄소섬유 골프샤프트 제조 설계
심광보, 최봉암 한국골프학회/ 2014.7.3. 제1호
2) 골프샤프트 특성에 따른 드라이버스윙 시 골프볼의 역학적 구질과 인적특성과의 관계
최봉암외3명 한국체육과학회지 2016.9.30. 25-5호
3) Characteristics of golf shafts produced by carbon and basalt fibers
Journal of Ceramic Processing Reserch(SCI) 최봉암외7명
4) 드라이브 샤프트의 강도별 비거리 및 방향성의 차이 분석
최봉암외2명 한국골프학회지 2014.6.30. 8권 2호
5) 문화체육관광부 지정과제 (첨단 신소재를 활용한 개인 맞춤형 골프클럽 샤프트 제조설계)
(과제번호 1375025972 기술분야 HE1399)
6) 특허출원 10-2022-0076505 골프클럽 샤프트제조방법 주)에프비티외 1명(최봉암)