碳纤维座椅骨架的应用与展望
发布时间：2019-01-22
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无论是在飞机、高铁还是在汽车中，座椅都是一个重要的内部件，载客数量越多，座椅在设备整体中的影响也就越大。随着国家和各行业对环保和低排放所提出的要求越来越高，如何在满足舒适性、安全性和美观的前提下，使座椅部分变得更加轻盈成为制造设计师们追求的目标之一。
实际上，决定座椅轻量化效果的还是骨架部分的设计。以汽车座椅为例，汽车座椅主要由骨架、泡沫、面料、塑料件和其他功能件组成。对于单个座椅质量来说，骨架占60％-70％，泡沫占9％-12％、面料占7％-12％，塑料件占5％，其他辅助的功能件大约占到9％。因此，座椅骨架在整椅中质量占比最大，是整个座椅轻量化的关键因素。
设计人员在对座椅骨架的轻量化设计中已注意到座椅骨架本身的构架优化可供挖掘的空间并不多，相反，在座椅骨架的新材质应用上更有研究的潜力。可以说，当结构优化已不能满足当前需求时，碳纤维复合材料座椅骨架作为座椅轻量化的主要手段之一业已成熟。
相比于使用铝合金制作的座椅骨架，无锡威盛新材料科技有限公司结合客户需求制作的碳纤维座椅骨架，在骨架刚度和静强度都有所提升的情况下，使单个座椅骨架的质量又降低了20％-28％，这在乘客数量较多、燃料较为昂贵的应用对象中，应用价值尤其突出。
但是，该应用案例同时表明，将碳纤维复合材料大批量应用于座椅骨架中还必须解决以下几个问题：一是成本核算的问题，应将使用新材料带来的成本上升放置于整个的运营体系中计算，从使用寿命、降低燃油、减少污染排放等多个角度分析将有助于客观评价碳纤维座椅骨架的应用价值；二是由于座椅往往需要不同角度、高度和前后方向的调整，而调角器、高调器和滑轨多为金属件，如何将碳纤维骨架与这些核心零件进行有效连接，是在设计之初就应该考虑的问题，铆接、胶接等链接方式的选择也需要因地制宜；三是除了满足座椅对骨架部分的强度以及吸能性方面的需求外，具体的应用环境还提出诸如在事故等引发的火灾中，制作材料必须达到阻燃、无毒无烟等安全标准，方能提升乘客在意外事故中的生存指数。
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