說(shuō)到碳纖維，就不得不說(shuō)到碳纖維的興起。雖然碳纖維3D打印技術(shù)已經(jīng)有十多年的歷史了，但直到近幾年才開(kāi)始流行起來(lái)?，F(xiàn)有的許多3D打印機(jī)廠商都在爭(zhēng)先恐后地推廣“碳纖維3D打印”的概念，但不同類型的碳纖維之間存在差異。本節(jié)將向您介紹碳纖維在3D打印領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，定義不同的類型、挑戰(zhàn)、優(yōu)勢(shì)、實(shí)施考慮等。在碳纖維印刷領(lǐng)域，我們將深入研究馬克鍛造碳纖維增強(qiáng)(CFR)的優(yōu)勢(shì)。碳纖維是由碳原子沿拉長(zhǎng)晶體結(jié)構(gòu)方向排列而成，直徑為5-10微米。這些纖維可以單獨(dú)使用，也可以將數(shù)千根碳纖維捆在一起使用。在現(xiàn)代制造業(yè)中，碳纖維經(jīng)常與其他材料結(jié)合形成復(fù)合材料。當(dāng)與熱塑性塑料或熱固性樹(shù)脂基體結(jié)合時(shí)，碳纖維束可以以各種形式用于工程應(yīng)用。常見(jiàn)的應(yīng)用是將它們纏繞在管狀的芯軸上，將它們拉出擠壓成型，或?qū)⑺鼈兙幙棾蓭ё雍涂椢?。碳纖維的這種組合可以產(chǎn)生很強(qiáng)的定制幾何形狀，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、軍事和其他行業(yè)。碳纖維結(jié)合提高機(jī)械性能，以及耐熱和耐化學(xué)腐蝕，使其成為先進(jìn)制造的理想選擇。碳纖維具有很高的剛性和抗拉強(qiáng)度，但相對(duì)密度遠(yuǎn)低于鋼和鋁。常見(jiàn)的兩種實(shí)現(xiàn)是短光纖填充線和連續(xù)光纖。

連續(xù)碳纖維是一種帶有熱塑性涂層的長(zhǎng)碳纖維束。這些束然后鋪設(shè)到熱塑性FFF部件使用CFR過(guò)程。在此過(guò)程中，材料通過(guò)加熱噴嘴擠壓，熱熔合熱塑性涂層到零件。在3d打印部分的每一層，纖維可以在不同的2D方向上放置。連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的零件強(qiáng)度可與傳統(tǒng)復(fù)合材料分層制造的零件強(qiáng)度相媲美。在填充絲中，短纖維的不連續(xù)特性會(huì)導(dǎo)致壓力通過(guò)基體材料傳遞，從而使相應(yīng)的機(jī)械強(qiáng)度增加不明顯。在CFR部件中，對(duì)長(zhǎng)纖維束施加拉伸和彎曲載荷，將基體聚合物的載荷降至很低，從而大大提高了機(jī)械性能。零件可以通過(guò)許多不同的方式進(jìn)行增強(qiáng)，以優(yōu)化不同的負(fù)載條件。連續(xù)纖維加固技術(shù)不僅包括碳纖維，還包括連續(xù)玻璃纖維、凱夫拉?、高強(qiáng)度高溫玻璃纖維等材料。