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                  碳纖維3D打印技術的應用分析
                  - 2019-10-21-

                  3D打印碳纖維是僅次于金屬的第二大最受歡迎的增材制造技術。由于增材制造領域的最新發展,我們終于意識到人們可以在各種難以捉摸的材料上進行打印的現實。但是,并非所有的碳纖維3D打印機都是相同的。一些機器使用微切碎的纖維來增強傳統的熱塑性塑料。在零件中創建一個“骨架”。


                  解釋碳纖維在3D打印中的作用

                  碳纖維由具有非常高的拉伸強度的碳原子排列的鏈組成。單獨使用它們并不是特別有用-它們薄而脆弱的特性很容易在實際應用中將其分解。但是,當使用粘合劑將纖維分組并粘結在一起時,纖維會平穩地分配載荷,并形成非常高的強度和重量輕的復合材料。這些碳纖維復合材料以片材,管材或定制模制件的形式提供,并用于強度和重量比占主導地位的航空航天和汽車行業。通常,熱固性樹脂用作粘合劑。


                  3D打印技術的最新發展使公司可以在碳纖維上進行打印,但是所使用的粘合材料與標準碳纖維工藝不同。由于樹脂不會熔化,因此無法將其從噴嘴中推出。為了解決這個問題,3D打印機用易于打印的熱塑性塑料代替了樹脂。這些組分的耐熱性不如樹脂基碳纖維復合材料,但受益于纖維強度。


                  當前,在碳纖維增強塑料和復合材料(SCFT,LCFRT,CFRP和CFRTP)中使用3D打印增材制造技術是一種快速增長的碳纖維,用于數字,智能,自動化高科技新技術制備復合材料。 。與傳統的碳纖維復合材料成型和制備工藝相比,工藝簡單,加工成本低,原料利用率高,綠色環保技術,零件制造成本低,復合零件的結構設計與制造。集成已經完成,您無需開放模具制造,并且可以重復進行數字打樣和打印零件驗證。這縮短了開發周期,節省了開發成本,并且可以用作快速成型制造的低成本有效技術解決方案。碳纖維增強塑料和復合材料可用于航空航天和軍事工業,而3D打印技術可用于創建重量更輕,強度更高的工業級輕質復合材料的復雜結構組件。碳纖維(CF)的高成本,復雜的制備過程和控制,用于加工和成型的特殊專用設備以及缺乏專業的工程技術人員,降低了3D打印行業的開發和應用但末了國內外各種行業。應用開發的潛力是巨大的,并且有望有廣泛的應用前景和發展,特別是在航空航天和新能源電動汽車的研究與開發中。


                  通過FDM熔融擠出進行碳纖維印刷需要印刷碳纖維復合材料和熱熔塑料。例如,當使用PETG之類的熱熔塑料時,PETG本身具有良好的延展性,可以承受較高的CF負載,同時保持一定的延展性和抗沖擊性。盡管它可以很好地粘附在各種建筑平臺上并具有出色的層粘附性,但是添加碳纖維可以提高剛性和尺寸穩定性。荷蘭colorFabb XT-CF20印刷材料包含伊士曼化學(Eastman Chemical)的PETG材料和20%碳纖維材料。 3DXTECH也由伊士曼PETG材料和高彈性碳纖維制成。另一家公司Protopasta的碳纖維增強PLA是玉米淀粉合成塑料和碳纖維復合材料的合成產品。

                  碳纖維3D打印方法

                  當前,有兩種碳纖維印刷方法:短切碳纖維填充熱塑性塑料和連續碳纖維增強材料。填充有碳纖維的捷徑熱塑性塑料可在標準的FFF(FDM)打印機上打印,該打印機由短切短的股線,碳纖維增強的熱塑性塑料(PLA,ABS或尼龍)組成。另一方面,連續碳纖維制造是一種獨特的印刷工藝,可以將一束連續碳纖維放置在標準FFF(FDM)熱塑性基材上。


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