一種復合材料結構及其應用的座椅的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于復合材料制造領域，具體涉及一種復合材料結構。
【背景技術】
[0002]隨著節(jié)能要求的提高，各種設施，尤其是游樂設施結構輕量化越來越受到人們的重視。由于碳纖維復合材料具有高強度、高模量、低密度、抗疲勞等顯著特點，近年來碳纖維被越來越多的應用到各個領域，如航天航空、汽車制造、體育用品、建筑設施等，碳纖維在游樂設施的應用能大大降低游樂設施的自重。目前游樂設施大多采用塑料和玻璃鋼制作，塑料座椅存在模具費用高，且強度底，同時塑料存在著易老化、疲勞等缺陷。玻璃鋼屬于復合材料，它克服了塑料座椅的缺點，模具費用低，制作方便，且強度較塑料高，耐老化，耐腐蝕，但重量大。而游樂設施座椅一般要求座椅有足夠的強度、重量輕、耐腐蝕、制作方便、耐沖擊性好、韌性好、機械強度高。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述問題，本實用新型提供一種重量輕、耐腐蝕、制作方便、耐沖擊性好、韌性好、機械強度高的復合材料結構，具體方案如下:
[0004]—種復合材料結構，包括碳纖維層和泡沫層；所述的碳纖維層包括上碳纖維層和下碳纖維層，所述的泡沫層位于兩碳纖維層之間；所述的泡沫層中設有金屬板。
[0005]進一步的，所述的泡沫層表面設有凹槽，所述的金屬板位于凹槽內。
[0006]優(yōu)選的，所述的上碳纖維層與泡沫層之間、下碳纖維層與泡沫層之間設有粘合層，粘合層為樹脂。
[0007]進一步的，所述的泡沫層設有通孔。
[0008]優(yōu)選的，所述的泡沫層為聚氯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫或聚酰亞胺泡沫。
[0009]優(yōu)選的，所述的碳纖維層為3K碳纖維平紋織物，且碳纖維層至少含有三個3K碳纖維平紋織物層單元。
[0010]上述的復合材料結構可應用在座椅上，尤其是游樂設施座椅。
[0011]本實用新型的復合材料結構采用了上層和下層均為碳纖維層，中間為泡沫層的夾層結構，能大幅度降低材料自身重量。在泡沫層內設置金屬板，可進一步提高該材料的剛度。與此同時，在碳纖維層與泡沫層之間填充樹脂，使碳纖維層和泡沫層粘結為一體，提高復合材料結構的整體性，同時，泡沫層設置通孔，可容納碳纖維層與泡沫層之間多余的樹月旨，防止成型時樹脂富集，且通孔填充樹脂后可提高復合材料結構的抗沖擊性。
[0012]本實用新型的碳纖維材料組成的復合材料結構與玻璃鋼材料組成的復合材料結構相比，不僅具備了玻璃鋼材料組成的復合材料結構所有的特點，而且強度遠高于玻璃鋼材料組成的復合材料，其拉伸強度為玻璃鋼材料組成的復合材料的3倍，密度為其1/2。制作座椅采用本實用新型碳纖維材料組成的復合材料結構將大大降低座椅的重量，增加座椅的強度，提高座椅的安全性。
[0013]故本實用新型的復合材料結構能在保證結構剛度的同時，減少碳纖維的用量，降低制作成本。且由于采用的碳纖維材料和泡沫材料質量輕，可有效減輕游樂設施座椅的重量。同時，由于碳纖維材料強度高，使這種結構具有高強度性和耐沖擊性；而泡沫材料的導熱系數低，使這種結構又具有優(yōu)良的隔熱性能。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例復合材料結構的截面示意圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例游樂設施座椅安裝架的結構圖。
【具體實施方式】
[0016]為了更充分理解本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例對本實用新型的技術方案進一步介紹和說明。
[0017]實施例
[0018]如圖1所示的復合材料結構，包括上碳纖維層11、下碳纖維層12、泡沫層2、金屬板3、粘合層6。
[0019]泡沫層2的填充材料為聚氯乙烯泡沫(或聚氨酯泡沫或聚酰亞胺泡沫)，位于上碳纖維層11和下碳纖維層12之間。上碳纖維層11與泡沫層2之間、下碳纖維層12與泡沫層2之間均設有粘合層6。粘合層6為樹脂，將上碳纖維層11、下碳纖維層12、泡沫層2粘結成一整體。
[0020]上碳纖維層11、下碳纖維層12均為3K碳纖維平紋織物，且至少含有三個3K碳纖維平紋織物層單元。
[0021]泡沫層2的表面設有凹槽，金屬板3位于凹槽內。凹槽底部設有貫穿泡沫層2的灌注孔5。進一步的，泡沫層2還設有貫穿泡沫層2的通孔4。通孔4、灌注孔5的孔徑為0.8_3mm，孔間距為 20_30mm。
[0022]制作此復合材料結構時，在模具上依次鋪放下碳纖維層12、泡沫層2，再將金屬板3安裝在泡沫層2相應位置的凹槽內，最后鋪放上碳纖維11 ;最后采用真空導入或手糊成型導入樹脂進行復合，使樹脂填充在碳纖維層與泡沫層2之間，以及填充通孔4和灌注孔
5。通孔4和灌注孔5不僅可以避免碳纖維層與泡沫層2填充時樹脂過多富集，更有利于樹脂浸潤，使碳纖維和泡沫材料粘結為一體，提高復合材料結構的整體性，同時，溢流到通孔4和灌注孔5內的樹脂后可提高復合材料結構的抗沖擊性。
[0023]如圖2所示的游樂設施座椅安裝架，安裝架上設有水平的骨架板7，骨架板7和復合材料中的金屬板3上設有位置對應的螺孔，通過螺栓將金屬板3和骨架板7固定，使復合材料與安裝架安裝固定。同理，安裝架豎直方向上的背靠骨架板安裝有復合材料。
[0024]采用以上技術方案，在上、下碳纖維層之間添加了泡沫層及預埋金屬板板，在保證游樂設施座椅剛度的同時，減少了碳纖維的用量，且泡沫材料密度小，大大減小了游樂設施座椅的重量。再進一步，泡沫材料上均勻的開有通孔及灌注孔，泡沫材料的開孔使樹脂能完全浸潤碳纖維材料層，防止碳纖維材料層的浸潤不完全，同時，在孔內填充有樹脂，能保證復合材料結構的粘接性能，從而保證游樂設施座椅的整體性。進一步，通過螺栓將復合材料中的金屬板安裝在座椅骨架板上，可保證游樂設施座椅的安裝強度。
[0025]以上所述僅以實施例來進一步說明本實用新型的技術內容，以便于讀者更容易理解，但不代表本實用新型的實施方式僅限于此，任何依本實用新型所做的技術延伸或再創(chuàng)造，均受本實用新型的保護。
【主權項】
1.一種復合材料結構，其特征在于，所述的復合材料結構包括碳纖維層和泡沫層；所述的碳纖維層包括上碳纖維層和下碳纖維層，所述的泡沫層位于兩碳纖維層之間；所述的泡沫層中設有金屬板。2.根據權利要求1所述的復合材料結構，其特征在于，所述的泡沫層表面設有凹槽，所述的金屬板位于凹槽內。3.根據權利要求2所述的復合材料結構，其特征在于，所述的上碳纖維層與泡沫層之間、下碳纖維層與泡沫層之間設有粘合層。4.根據權利要求3所述的復合材料結構，其特征在于，所述的泡沫層設有通孔。5.根據權利要求4所述的復合材料結構，其特征在于，所述的泡沫層為聚氯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫或聚酰亞胺泡沫。6.根據權利要求1所述的復合材料結構，其特征在于，所述的碳纖維層為3K碳纖維平紋織物。7.—種座椅，其特征在于，所述的座椅由多個部件組成，至少一個部件使用權利要求1-6任意一項所述的復合材料結構。
【專利摘要】本實用新型公開了一種復合材料結構及其應用的座椅。所述的復合材料結構包括碳纖維層和泡沫層；所述的碳纖維層包括上碳纖維層和下碳纖維層，所述的泡沫層位于兩碳纖維層之間；所述的泡沫層中設有金屬板。所述的座椅上應用該復合材料結構。故本實用新型的復合材料結構能在保證結構剛度的同時，減少碳纖維的用量，降低制作成本。且由于采用的碳纖維材料和泡沫材料質量輕，可有效減輕游樂設施座椅的重量。同時，由于碳纖維材料強度高，使這種結構具有高強度性、沖擊性和剛度性；而泡沫材料的導熱系數低，使這種結構又具有優(yōu)良的隔熱性能。
【IPC分類】B32B15/08, B32B9/04, B32B7/12, B32B3/26, B32B15/14
【公開號】CN204736495
【申請?zhí)枴緾N201520282421
【發(fā)明人】李明, 戎志剛, 劉道強, 高敬義
【申請人】深圳華強智能技術有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年5月4日