碳纤维在家具行业上的应用

  近年来,家具产品能表达出与时代协同发展的现代气息,契合现代人的美学感受成为越来越多年轻人的需求。设计更加精巧独特、工艺更加细致入微、使用的材料愈发潮流时尚、造型形态轻巧灵动等等都是对现代家具设计的诸多要素要求,展现出现代人对家具设计的精神追求和审美特点。

  使用碳纤维复合材料制造的家具,一方面轻便灵巧、便于运输与移动:另一方面新颖且奇特、易于让消费者产生视觉上的愉悦感。柔韧易编的单元结构、多变灵巧的线条造型、炫彩艳丽的色泽表现等一系列符合现代审美观念的设计特征可通过碳纤维复合材料的合理应用来展现。

  与传统材料相比,碳纤维复合材料最大的特点就是质轻,它的密度仅为钢材的1/5,钛合金的1/3,甚至比铝合金和玻璃钢还要轻。使用碳纤维复合材料制造的家具,一方面具有超轻的质量,易于组合、搬动和运输,另一方面,在视觉上也表现出自然轻盈的美感。从包豪斯与极简主义时代到后现代设计,设计师们就一直对家具的轻质化趋势表现着自己的渴望。1957年,来自意大利的设计师吉奥·庞蒂设计并生产的“超轻椅”成为了典型。巧妙而独特的设计,使得“超轻椅”的总重量还不到1.7kg。

  碳纤维家具设计要做到轻质化,除了材料本身优异的材性,还得益于灵活多变的结构构型设计。首先是传统的加强筋、圆角和利用夹层结构等高效承载处理方式,可以用较少的材料得到所需要的强度及刚度。通过拓扑优化碳纤维复合材料各个受力方向的力学性能和祸合效应可以进一步轻质化家具产品。通过优化合理的设计受力结构,利用碳纤维复合材料力学性能的各向异性,在满足造型设计的条件下让材料力学性能方向沿结构的优势传力路径布置,实现设计的等强度或等刚度,能够让碳纤维复合材料的力学性能优势最大限度地发挥出来,使每一克材料的承载能力更加有效地被利用。

  家具结构设计要以满足承载要求作为第一考量,碳纤维家具的结构轻质化主要体现在成型制造方法的选择上。因为碳纤维复合材料本身的性质,让碳纤维家具采用整体成型的生产工艺技术成为可能。从而解决部件间的连接赘重,达到减轻结构重量的要求。用整体成型方法无法生产的部件,还可以采用胶接的连接方法。这些生产加工工艺可以减少部件因分片制备、拼接组装等一系列连接问题带来的附加重量,从而实现家具产品的轻质化。

  结构设计是生产工艺与家具造型关联的纽带,它不仅是家具外在形态的内含骨架还是家具生产工艺的灵魂所在。轻质化的实质就是在于本身物理重量的减少,不只是家具,这也是许多工业产品所追求的最终目标。鉴于家具产品的属性,减少物理重量是轻质化的一种体现,另一方面,对家具轻盈感的营造也是一种体现方式,要让使用者对家具产品产生轻盈的感觉,可以从家具的造型设计上去考虑。

  利用碳纤维复合材料设计轻质家具不仅需要从物理上减少重量,还要考虑满足人们对轻质的心理和情感需求。设计师需要从不同的角度去理解轻质化才会设计出更多优秀的轻质化家具。家具材料的创新往往会促进家具产品的变革。这种变革不仅影响家具市场的变化,也冲击着人们对家具的选择与审美观念。以碳纤维复合材料为主的轻质化家具设计在我国才刚刚开始,需要开阔视野从世界先进的设计理念中获得更多的启发。

 

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