從公元前4000多年的古埃及王朝一直到19世紀歐洲第二次工業革命前，家具的歷史實際上就是木器的歷史。現代家具出現于19世紀末期，依托著兩次工業革命帶來的飛躍生產力，家具制造工業在一個多世紀的發展時間內極大地提高了生產效率與能力，并不斷催生出全新的生產工藝。

我國家具工業發展將面臨木材資源短缺的問題。因此，應用新材料替代傳統木材顯得尤為重要。目前市場上非木質家具材料大致可分為五類：金屬材料、無機非金屬材料、天然有機材料、合成有機材料、復合材料。隨著開發碳素材料新技術的不斷升級，碳纖維復合材料在未來家具中的應用前景十分廣闊。

輕質化家具設計，是以減少家具產品的自身物理重量和視覺重量感為其主要目的，同時，碳纖維復合材料同家具設計的融合也為設計者們點燃了創意的火花。碳纖維復合材料的發展和應用為家具的輕質化設計提供了更多可能，包括對碳纖維復合材料承載結構構型優化、成型工藝的輕質化，還有家具進行造型設計方面對家具輕盈感的營造。
1. 傳統材料難以達到的超輕量

與傳統材料相比，碳纖維復合材料最大的特點就是質量輕它的密度僅為鋼材的1/5，鈦合金的1/3，甚至比鋁合金和玻璃鋼還要輕。使用碳纖維復合材料制造的家具，一方面具有超輕的質量，輕便靈巧、易于組合、搬動和運輸，另一方面新穎且奇特、易于讓消費者產生視覺上的愉悅感。

在日本設計師鈴木清已(Kiyomi Suzuki)設計的靠背椅(Cherche Midi)中，我們可以看到她對碳纖維復合材料“質輕”這一特性的完美演繹。

圖1 鈴木清已設計的椅子

這把椅子的重量僅為960g。設計的靈感是源于微風中搖曳著的海芊花的暗影，產品最終既在感觀上突顯了輕巧的體態，同時又可以使女性使用者保持優雅的姿態。同樣來自荷蘭的年輕設計師布拉姆·格南設計的高迪椅，也僅有1kg。

圖2 Bram Geenen設計的椅子

這兩種設計的椅子都未因為超輕的質量而失去基本的使用功能，反而是更加極致單純的將材料本身的魅力散發出來，這也許就是碳纖維復合材料不同于傳統材料的魅力。

碳纖維家具設計要做到輕質化，除了材料本身優異的材性，還得益于靈活多變的結構構型設計。

首先是傳統的加強筋、圓角和利用夾層結構等高效承載處理方式，可以用較少的材料得到所需要的強度及剛度，并通過拓撲優化碳纖維復合材料各個受力方向的力學性能，進一步輕質化家具產品。

如此形式的家具構件不僅節約用材還減少了家具的占用空間。家具設計師特雷斯·伍德格特與一級方程式跑車的設計師約翰巴納德共同合作制作了具有超薄構件的桌子。

正如我們所看到的，采用碳纖維增強樹脂制造的桌面板僅有2mm厚，從側面水平視角我們幾乎看不到桌子的框架但它卻足以承托長達3m的桌面。類似的，在另一件來自澳大利亞的餐桌設計中，桌面邊緣的厚度也僅為6mm。

從這兩張桌子中，我們可以感受到超薄構件流暢而精致的線條所帶來的獨特的品質感與科技感。

通過優化合理的設計受力結構,利用碳纖維復合材料力學性能的各向異性，在滿足造型設計的條件下，讓材料力學性能方向沿結構的優勢傳力路徑布置，實現設計的等強度或等剛度，能夠讓碳纖維復合材料的力學性能優勢最大限度地發揮出來，使每一克材料的承載能力更加有效地被利用。如設計師Design-Jay設計的桌子，腿部非常苗條，桌面超薄，但利用如此單薄的碳纖維材料完全不用擔心其是否牢固可靠，設計師通過數據的計算和實驗測試，按照材料的優勢力學性能沿結構的傳力路徑布置最大限度地減少了所用材料，沒有一絲多余,結構非常牢固。從整體來看是簡單的一張桌子，側面觀看卻只有簡單的幾根線條，給人帶來輕盈曼妙之感。

碳纖維復合材料的拉伸強度、彎曲強度 都遠高于普通家具材料。利用這一特性，家具的部件在一定空間內可以大尺度的延伸而不彎折。

在2009年的Tokyo Fiber 展上，日本現代建筑師青木淳展示了他設計的超大尺度懸臂聚光燈，燈體采用日本東麗產碳纖維制作，其中懸臂的燈板全長達6米；

同樣還有類似的，如意大利Olympus FRP 公司推出的書架，同樣是由碳纖維復合材料制成，書架每一層的擱板以垂直中心為軸向兩側展開，長達2.7m。這樣的兩件家具，均通過恰到好處的材料特性表達—超大尺度懸 臂，為用戶提供更大范圍的使用空間。

近年來,家具產品能表達出與時代協同發展的現代氣息，契合現代人的美學感受成為越來越多年輕人的需求。設計更加精巧獨特、工藝更加細致入微、使用的材料愈發潮流時尚、造型形態輕巧靈動等等都是對現代家具設計的諸多要素要求，展現出現代人對家具設計的精神追求和審美特點。使用碳纖維復合材料制造的家具,一方面便于運輸與移動，柔韌易編的單元結構、多變靈巧的線條造型、炫彩艷麗的色澤表現等一系列符合現代審美觀念的設計特征可通過碳纖維復合材料的合理應用來展現。

材料是設計的基礎，對材料性能的理解和掌握有助于家具結構設計的進行。力學性能和加工性能會因為材料的選擇使用產生很大的差異，不同材料的構件連接方式也具有不同的特征。

碳纖維布是碳纖維復合材料家具制作的原材料之一，它具有布匹的柔軟特質和極強的可設計性，在三維空間里可以任意的扭曲，所以設計者可根據自己的想法，用線或面等單純 的元素賦予碳纖維布輕巧靈動的造型，再使之與樹脂膠合固化，達到預想的創意。

獨立設計品牌Adele Cassina 推出了一款獨具特色的座椅， 椅子中靠背有著非對稱的線條輪廓，椅腿則做無規律螺旋扭曲，造型中曼妙的曲線將哥特式藝術品的設計風格凸顯的淋漓盡致。

而在洛杉磯Synperia 工作室推出的首款座椅 中，我們同樣可以看到碳纖維復合材料所展現的婀娜多姿的曲線，這款椅子的背部造型貼合自然的人體 脊背曲線，呈現出輕薄流暢的體態。在上面的作品中，靈動的造型為產品帶來朝氣和生命力，材料也因此表達到極致，也許這就是這么 多新興設計師和崇尚時尚的藝術家對碳纖維復合材料著迷的原因之吧。

碳纖維復合材料的特性是剛而強，可以將家具的面板制作得足夠輕薄。如此形式的家具構件不僅減輕了重量，節約了使用材料，還能減少家具的占用空間。如英國設計師Kris lamba 通過折疊一張20m長的碳纖維面板設計的 R1Carbon chair (RV1碳纖維椅子)，在 碳纖維座椅的形式上有較大的改進，使它能夠通過翻 轉來切換兩個座位位置。座椅的應力點可以按數字計 算，并且椅子的輕彎曲取決于每個座位的位置。家具 設計成超薄的面形態能夠表現出更強的張力，而這種張力在隨著家具本身重心的提高而產生擴張時，其形態就會表現出很大的升騰和輕盈感。

韓國設計師 Studio Il hoon roh 通過纏繞碳纖維字符串轉換成設 計類似于樹枝的模式，創建了碳纖維椅子Luno該造型是設計師從鳥類和其他動物的骨架結構中獲得 靈感，通過在不同的方位上懸掛纖維桿，最終構造出一 個僅依靠重力作用形成的自然曲線形。整個家具由線 構成面，面形成體，看似整體一塊卻絲毫不顯沉重，帶 來前所未有的通透感。為了使曲線形更加具象化，設 計師在其表面加入了六邊形，金屬基座和六邊形表面 之間隔著交錯的碳纖維桿。看似凌亂但每一根碳纖維 桿都處在最佳位置，構成這件牢固實用的作品。

有感于碳纖維布在建筑結構補強中的應用，日本設計師佐藤大在白色泡沫板上穿插一段一段的碳纖維布，使其原本無形無強度的框架顯現出來，成了可以支撐的坐具。

而來自西班牙的設計師哈維爾莫雷諾貝奈托(lavier Moreno Beneyto)則從自然界的蠶繭汲取靈感用碳纖維束纏繞在金屬框架上，仿生設計出清新自然的座椅(Silk Chair)。從上述作品中我們可以看出，這一材料 特性給予了設計者更多的創意空間和樂趣 同時也豐富了碳纖維復合材料家具的造型， 材料的柔韌可編制的特性總是以不同的巧妙方式表現出來。

通過與樹脂復合，碳纖維材料擺脫了傳統的黑色，可以擁有各種靚麗的色彩。在工業生產中，碳纖維材料本身為黑色，但可以與其他彩色纖維材料混紡，制造出多色的碳纖維布及其復合材料；此外，黑色的碳纖維布與彩色樹脂膠合，也可以制備出各種顏色的碳纖維復合材料。

將以上兩種制備方式應用在碳纖維家具制作上，可獲得各種不同顏色的碳纖維家具瑞典家具品牌Lisar 為Gulf Oil Ltd 公司設計了一款碳纖維座椅(Gulf Chair)，座椅的靠背和座面以清新的天藍色和靚麗的橙色搭配，鮮亮而富有活力，很容易讓人聯想到賽車運動。碳纖維復合材料可以通過靈活的工 藝獲得豐富的色彩表達，這也為材料本身在家具上更廣泛的應用提供了可能性。

碳纖維增強木材在建筑上應用已久，隨后設計師們發現在家具的結構中也可以用類似的形式表現。確切的說，木材天然的紋理用以裝飾家具的表面，碳纖維優良的力學性能用以結構支撐。

設計師保羅勒巴赫所制作的沃森桌就是最好的例證。從這件家具中，我們可以看到，它既表現了木材自然的紋理和觸感，又同時擁有輕巧而堅固的結構，而桌子腿部的彎曲造型是木材單板與碳纖維增強樹脂膠通過特殊的模具復合制成的。