Achtergrond

Het tennisspel gaat officieel terug tot 1873, toen het eerste boek met spelregels werd gepubliceerd door majoor Walter Clopton Wingfield uit Noord-Wales. Maar tennis heeft antecedenten in balspelen die met de hand worden gespeeld en die zich in Europa vóór de Renaissance ontwikkelden. Deze spelen werden eerst met de blote hand gespeeld, later met gehandschoende handen, en daarna met in touw gewikkelde handen. Later werd een houten knuppel geïntroduceerd, en de eerste rackets schijnen in de vijftiende eeuw opgedoken te zijn. Deze vroege rackets waren kleiner dan de moderne tennisrackets, en werden bespannen in verschillende patronen. Toen de tennisregels door Wingfield en anderen na hem werden gestandaardiseerd, werden de vorm en de grootte van de baan en het soort bal dat mocht worden gebruikt, gespecificeerd. Er waren echter geen regels voor de grootte, de vorm of het materiaal van het racket.

Tot 1965 waren alle professionele tennisrackets van hout. Een stalen tennisracket werd in 1965 gepatenteerd door de Franse speler Rene Lacoste, en in 1968 bracht het bedrijf Spalding de eerste aluminium rackets op de markt. Deze metalen rackets sloegen geleidelijk aan aan. Wat de metalen rackets mogelijk maakten, was een verandering in het ontwerp om een breder hoofd mogelijk te maken. Houten rackets konden niet breder of langer worden gemaakt zonder problemen met de bespanning te veroorzaken: als het clubhoofd te breed was, werd de bespanning te groot en speelde het racket niet goed. De grotere sterkte van metalen frames bood echter ruimte voor een grotere snaarspanning. Een oversized aluminium racket dat halverwege de jaren zeventig door Howard Head werd ontwikkeld, werd in eerste instantie door professionals bespot, maar amateurs ontdekten al snel dat ze er beter mee konden slaan. Het belangrijkste slaggebied, de zogenaamde “sweet spot”, was bij de nieuwe, grotere rackets twee keer zo groot, zodat ze voor de meeste mensen gemakkelijker te gebruiken waren. De grotere rackets werden de standaard op alle speelniveaus tegen het begin van de jaren 1980.

De Internationale Tennisfederatie stelde in 1981 eindelijk regels vast voor aanvaardbare tennisrackets. De Federatie had een in 1977 geïntroduceerd racket verboden dat gebruik maakte van een innovatieve bespantechniek. Spelers met “spaghettisnaar”-rackets versloegen hooggeplaatste tegenstanders en al na vijf maanden waren deze rackets niet meer toegestaan in het profspel. De eerste racketregels stonden toe dat het racket en de snaren van elk materiaal werden gemaakt, en stelden geen beperkingen aan de grootte, het gewicht of de vorm. De snaren moesten in elkaar grijpen of aan elkaar vastzitten op kruispunten van ten minste een kwart inch (0,64 cm) en niet meer dan een halve inch (1,3 cm) uit elkaar. Er mochten geen bevestigingen zijn die de vlucht van de bal konden veranderen, en de gewichtsverdeling langs de lengteas van het racket mocht tijdens het spel niet veranderen. Later werd de maximumlengte van rackets beperkt tot 32 in (81 cm). Dit werd in januari 1997 opnieuw gewijzigd, waarbij de lengte weer werd teruggebracht tot 29 in (74 cm).

Het gemiddelde racket is nu ongeveer 28 in (71 cm) lang, en weegt van 10-14 oz (284-397 g). Er zijn de laatste tijd veel vernieuwingen in de rackettechnologie geweest, die niet allemaal bij de spelers zijn aangeslagen. Eén fabrikant brengt een zeshoekig racket op de markt, terwijl anderen rackets met een extra brede body maken. Een racket van een nieuw materiaal – met grafietvezels versterkt thermoplastisch visco-elastisch polymeer – is zo ontworpen dat het een variabele flexibiliteit heeft, afhankelijk van hoe hard de bal wordt geslagen. Een ontwerp ter verlichting van tenniselleboog maakt gebruik van kleine loden lagers die in plastic kamers binnen het hoofdframe zijn ingesloten. De beweging van de lagers wanneer het racket de bal raakt, wordt geacht de trillingen te dempen die pijn in de arm van de speler kunnen veroorzaken. Maar de meest voorkomende rackets zijn nu gemaakt van aluminium of van een composiet van grafiet, glasvezel, en andere materialen.

Grondstoffen

Aluminium rackets worden gewoonlijk gemaakt van een van verschillende legeringen. Een populaire legering bevat 2% silicium, evenals sporen van magnesium, koper en chroom. Een andere veel gebruikte legering bevat 10% zink, met magnesium, koper, en chroom. De zinklegering is harder, maar brosser, en de siliciumlegering is gemakkelijker te bewerken. Composietrackets kunnen uit veel verschillende materialen bestaan. Ze bestaan meestal uit een sandwich van verschillende lagen rond een holle kern of een kern van polyurethaanschuim. De typische lagen van een composiet racket zijn glasvezel, grafiet, en borium of kevlar. Andere materialen kunnen ook worden gebruikt, zoals keramische vezels voor extra sterkte.

Andere materialen in tennisrackets zijn nylon, darm of synthetische darm voor de snaren, en leer of synthetisch materiaal voor de handgreep. Nylon is waarschijnlijk het meest gebruikte snaarmateriaal, en slechts enkele professionals gebruiken nog darm, dat wordt gemaakt van gedraaide koeien- of schapendarm. Synthetische darm is gemaakt van nylon dat is gedraaid om hetzelfde effect te bereiken als natuurlijke darm. Oude houten rackets hadden meestal een leren handvat, maar moderne rackets gebruiken meestal een lederachtige vervanging zoals vinyl. Rackets kunnen ook plastic onderdelen hebben, zoals het juk aan de basis van het hoofd en de dop aan de onderkant van het handvat.

Het fabricageproces

De meeste rackets die in de Verenigde Staten worden verkocht, worden in massa geproduceerd in een van de vele grote fabrieken in Japan of elders in Azië. Dus ongeacht het merk, is de kans groot dat het racket is gemaakt volgens een van de hieronder beschreven methoden. Rackets met ongewone kenmerken kunnen uitzonderingen zijn. Toprackets worden vaak onbesnaard verkocht, en de koper laat ze in een proshop bespannen volgens zijn of haar specificaties. Dus in dit geval zou de bespanning in de fabriek worden overgeslagen.

Aluminium racket

• 1 Vorming van het frame. Er zijn twee methoden voor het vormen van aluminium rackets. Het aluminium kan worden gesmolten en door een matrijs in de vorm van het racketframe worden geperst. Of het metaal kan eerst worden gesmolten en geëxtrudeerd tot een buis, en vervolgens kan de buis door een matrijs worden getrokken.
• 2 Boren en schuren. Het ruwe racket wordt dan in een boormachine geplaatst, en gaten worden geboord voor het juk – het keelstuk dat de onderkant van de snaren vasthoudt – aan de zijkanten voor de snaren, en aan de basis van de stok. De boormachine gebruikt meerdere spindels, die elk een boor in positie houden voor elk snaargat. Het racket wordt horizontaal op zijn plaats gehouden in het midden van de machine. De boren worden dan geactiveerd, en alle gaten worden gelijktijdig geboord. De frames worden dan in een schuurmachine geplaatst om de scherpe randen van het boren weg te werken.
• 3 Temperen. In dit stadium worden de rackets O gehard, d.w.z. blootgesteld aan hitte en snelle afkoeling. Dit proces verhardt het aluminium, waardoor het racket extra sterkte krijgt. De rackets worden op een schaal in een oven geplaatst en verhit tot ze witgloeiend zijn. Dan wordt de bak uit de oven gehaald en worden de rackets ondergedompeld in water. Na het temperen kunnen de rackets ook worden geanodiseerd. Ze worden ondergedompeld in een milde zwavelzuuroplossing, en een elektrische stroom wordt door het bad geleid. Deze behandeling verandert het oppervlak van het aluminium, en geeft de rackets een glanzende afwerking.
• 4 bespanning. Een grommet strip is ingelegd in de groef rond de rand van het hoofd. De flexibele doorvoerstrip, meestal van kunststof, is voorgeboord zodat de gaten ervan over de snaargaten in de kop van het frame passen. Vervolgens wordt het juk in de basis van de racketkop gemonteerd. Nu is het racket klaar om bespannen te worden. Elk racket wordt afzonderlijk bespannen, door een arbeider die aan een bespanmachine zit. De werknemer klemt het racket eerst in de machine, die het horizontaal houdt. De werknemer duwt de snaren door de gaten met behulp van een krachtige draadinsteker die op een beweegbare stang boven het racket is gemonteerd. De lengtesnaren worden er eerst doorgetrokken, dan
  

  worden de kruissnaren erdoorheen gevlochten, en de spanning wordt aangepast.

• 5 Afwerking. Om het racket af te werken, snijdt een arbeider het uiteinde van het handvat af en plaatst een dop, de butt cap. Vervolgens wikkelt de arbeider sterke dubbelklevende tape rond het handvat, gevolgd door vinyl griptape. Daarna kunnen de snaren met een logo worden bedrukt en kan het frame van een sticker worden voorzien. Inspecteurs controleren het racket op inkepingen en beschadigingen, en controleren of het voldoet aan de specificaties voor afmetingen en gewicht. De rackets ondergaan dan een laatste schoonmaakfase. Daarna worden ze in beschermhoezen geplaatst, verpakt en naar een magazijn gestuurd voor distributie.

Composiet racket

• 6 Het vormen van het frame. Composietrackets worden vervaardigd uit lagen van verschillende materialen, meestal grafiet en glasvezel, en misschien andere lagen met borium, kevlar, of een materiaal dat lijkt op glasvezel en keramische deeltjes bevat. De fabrikant van het racket begint met de lagen tot een platte sandwich samen te voegen. De sandwich wordt dan in stroken gesneden, en de stroken worden rond een holle, flexibele buis gerold. De omwikkelde buis wordt dan in een mal in de vorm van een racket geplaatst. De buis loopt helemaal door het racket en is verbonden met een pomp. Dan wordt de mal verwarmd en wordt er lucht in de buis gepompt. De druk van de lucht in de buis, samen met de warmte, bindt de lagen van de sandwich. Als alternatief kan de holle buis gevuld worden met polyurethaanschuim. Het schuim zet uit als de mal wordt verwarmd, waardoor de materialen worden geconsolideerd.
• 7 Boren en afdichten. Werklui bevrijden de rackets uit de mallen en dragen ze naar een inspectieruimte, waar alle defecte exemplaren worden verwijderd. Het uiteinde van het frame wordt afgesneden, waarna de rackets in een boormachine worden geplaatst en de snaargaten worden geboord, zoals hierboven. Na het boren worden de rackets geborsteld met een polymeercoating en in een droger geplaatst. Deze stap wordt verschillende keren herhaald, en dan worden de rackets geschuurd. Voor de laatste coating, wordt de merknaam sticker aangebracht.
• 8 bespannen en afwerken. De volgende stappen zijn dezelfde als voor het eerder beschreven aluminium racket. Een grommetstrip en een juk worden in de daarvoor bestemde groeven bevestigd, en de werknemers bespannen de rackets één voor één op bespanmachines. Een logo of merknaam kan op de bespanning worden gezeefdrukt. De arbeiders plaatsen de stootdop en wikkelen vervolgens dubbel plakband en griptape rond het handvat. Dan worden de rackets schoongemaakt, geïnspecteerd, verpakt, en naar een magazijn gestuurd.

Kwaliteitscontrole

Inspecteurs controleren de rackets op vele punten in het fabricageproces. Wanneer de frames voor het eerst uit de mallen worden gehaald, worden ze visueel geïnspecteerd. Defecte rackets worden apart gezet, en rackets die slagen kunnen ruwweg worden beoordeeld op kwaliteit. Aluminium rackets worden onderworpen aan stresstests om

te bepalen of de frames de juiste hardheid hebben. Composietrackets worden ook op stijfheid getest. De inspecteurs wegen beide typen rackets, meestal voor en na het bespannen, om te controleren of ze aan de specificaties voldoen. Ze controleren ook de balans, want die is uiterst belangrijk voor hoe goed het racket speelt. Het racket mag niet te zwaar zijn aan het clubhoofd of in het handvat, maar moet in de buurt van het midden balanceren (hoewel sommige modellen opzettelijk zwaar aan het clubhoofd zijn ontworpen). De doorvoergaten worden geïnspecteerd. Als deze niet glad of gelijkmatig zijn, wordt de snaarspanning beïnvloed en kunnen snaren breken tegen ruwe randen. Ook de details van de afwerking worden aan een visuele inspectie onderworpen. De butt cap moet goed passen, en de bedrukking op het frame en de snaren moet gelijkmatig en duidelijk zijn. De grip moet soepel gewikkeld zijn, en er mogen geen inkepingen of krassen zijn. Sommige rackets kunnen worden getest, vooral als het een nieuw ontwerp is.

De toekomst

De wetenschap van tennisrackets is verrassend complex – niet het fabricageproces, maar de fysica van snaar- en frametrillingen als de bal in contact komt met het racket. Rackets worden nu ontworpen door laboratoriumwetenschappers die wiskunde gebruiken om de effecten van gewicht, grootte en materiaalveranderingen te berekenen. Aangezien de regels voor aanvaardbare rackets zeer ruim zijn, hebben de vernieuwers veel speelruimte. Nieuwe rackets worden ook gemaakt met computer-aided design (CAD) en computer-aided manufacturing (CAM), waarmee de stijfheid van het materiaal en het zwaartepunt nauwkeurig kunnen worden berekend. Aangezien er zoveel geavanceerde wetenschap aan het tennisracket wordt besteed, zullen er ongetwijfeld steeds nieuwe modellen met excentrieke eigenschappen worden ontwikkeld. De huidige trend gaat in de richting van lichtere, grotere rackets, en deze zijn levensvatbaar dankzij geavanceerde materiaaltechniek.