[实用新型]一种复合材料结构及其应用的座椅

说明书

技术领域

本实用新型属于复合材料制造领域，具体涉及一种复合材料结构。

背景技术

随着节能要求的提高，各种设施，尤其是游乐设施结构轻量化越来越受到人们的重视。由于碳纤维复合材料具有高强度、高模量、低密度、抗疲劳等显著特点，近年来碳纤维被越来越多的应用到各个领域，如航天航空、汽车制造、体育用品、建筑设施等，碳纤维在游乐设施的应用能大大降低游乐设施的自重。目前游乐设施大多采用塑料和玻璃钢制作，塑料座椅存在模具费用高，且强度底，同时塑料存在着易老化、疲劳等缺陷。玻璃钢属于复合材料，它克服了塑料座椅的缺点，模具费用低，制作方便，且强度较塑料高，耐老化，耐腐蚀，但重量大。而游乐设施座椅一般要求座椅有足够的强度、重量轻、耐腐蚀、制作方便、耐冲击性好、韧性好、机械强度高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种重量轻、耐腐蚀、制作方便、耐冲击性好、韧性好、机械强度高的复合材料结构，具体方案如下：

一种复合材料结构，包括碳纤维层和泡沫层；所述的碳纤维层包括上碳纤维层和下碳纤维层，所述的泡沫层位于两碳纤维层之间；所述的泡沫层中设有金属板。

进一步的，所述的泡沫层表面设有凹槽，所述的金属板位于凹槽内。

优选的，所述的上碳纤维层与泡沫层之间、下碳纤维层与泡沫层之间设有粘合层，粘合层为树脂。

进一步的，所述的泡沫层设有通孔。

优选的，所述的泡沫层为聚氯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫或聚酰亚胺泡沫。

优选的，所述的碳纤维层为3K碳纤维平纹织物，且碳纤维层至少含有三个3K碳纤维平纹织物层单元。

上述的复合材料结构可应用在座椅上，尤其是游乐设施座椅。

本实用新型的复合材料结构采用了上层和下层均为碳纤维层，中间为泡沫层的夹层结构，能大幅度降低材料自身重量。在泡沫层内设置金属板，可进一步提高该材料的刚度。与此同时，在碳纤维层与泡沫层之间填充树脂，使碳纤维层和泡沫层粘结为一体，提高复合材料结构的整体性，同时，泡沫层设置通孔，可容纳碳纤维层与泡沫层之间多余的树脂，防止成型时树脂富集，且通孔填充树脂后可提高复合材料结构的抗冲击性。

本实用新型的碳纤维材料组成的复合材料结构与玻璃钢材料组成的复合材料结构相比，不仅具备了玻璃钢材料组成的复合材料结构所有的特点，而且强度远高于玻璃钢材料组成的复合材料，其拉伸强度为玻璃钢材料组成的复合材料的3倍，密度为其1/2。制作座椅采用本实用新型碳纤维材料组成的复合材料结构将大大降低座椅的重量，增加座椅的强度，提高座椅的安全性。

故本实用新型的复合材料结构能在保证结构刚度的同时，减少碳纤维的用量，降低制作成本。且由于采用的碳纤维材料和泡沫材料质量轻，可有效减轻游乐设施座椅的重量。同时，由于碳纤维材料强度高，使这种结构具有高强度性和耐冲击性；而泡沫材料的导热系数低，使这种结构又具有优良的隔热性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例复合材料结构的截面示意图；

图2为本实用新型实施例游乐设施座椅安装架的结构图。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明。

实施例

如图1所示的复合材料结构，包括上碳纤维层11、下碳纤维层12、泡沫层2、金属板3、粘合层6。

泡沫层2的填充材料为聚氯乙烯泡沫(或聚氨酯泡沫或聚酰亚胺泡沫)，位于上碳纤维层11和下碳纤维层12之间。上碳纤维层11与泡沫层2之间、下碳纤维层12与泡沫层2之间均设有粘合层6。粘合层6为树脂，将上碳纤维层11、下碳纤维层12、泡沫层2粘结成一整体。

上碳纤维层11、下碳纤维层12均为3K碳纤维平纹织物，且至少含有三个3K碳纤维平纹织物层单元。

泡沫层2的表面设有凹槽，金属板3位于凹槽内。凹槽底部设有贯穿泡沫层2的灌注孔5。进一步的，泡沫层2还设有贯穿泡沫层2的通孔4。通孔4、灌注孔5的孔径为0.8-3mm，孔间距为20-30mm。