3d打印雖然已經(jīng)被大眾所熟知，但針對(duì)3d打印機(jī)的分類人們卻不甚了解，甚至很多人對(duì)3d打印還停留在塑料模型的階段。但事實(shí)上，3d打印技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)有能夠適應(yīng)多種行業(yè)需求，運(yùn)用不同的3d打印技術(shù)結(jié)合不同的3d打印型材，實(shí)現(xiàn)3d打印的廣泛應(yīng)用。其中碳纖維3d打印機(jī)就是繼金屬3d打印之后又一個(gè)被追捧的增材制造技術(shù)。要了解碳纖維3d打印機(jī)，就要先了解碳纖維這種材料。

什么是碳纖維

碳纖維本身具有極強(qiáng)的拉伸性，不僅很薄而且很脆，因此并不適合單獨(dú)運(yùn)用于實(shí)際中，但當(dāng)用粘結(jié)劑將纖維分組粘合時(shí)，碳纖維就形成了一種性能佳而重量輕的復(fù)合材料了，較為常見的碳纖維材料應(yīng)用有航空航天和汽車等行業(yè)。這種高強(qiáng)度、高硬度和輕重量的特點(diǎn)，使其成為了較重金屬部件的最佳替代品。

碳纖維材料又分為短切碳纖維和長(zhǎng)絲碳纖維，例如3d打印知名品牌Stratasys公司中的Fortus 380mc碳纖維3d打印機(jī)，就使用的是Stratasys FDM 尼龍12碳纖維，尼龍 12碳纖維 (12CF) 是是一種PA12（聚酰胺12）熱塑性長(zhǎng)絲，用碳纖維碎料增強(qiáng)，重量占35%，屬于短切碳纖維，因?yàn)樵谒蠪DM熱塑性塑料中，彎曲強(qiáng)度最大，因此具有最高的剛度重量比。而市場(chǎng)上普通的碳纖維填充技術(shù)是將碳纖維鋪設(shè)在復(fù)合材料中，是一種替代性的碳纖維填充技術(shù)。這種長(zhǎng)絲碳纖維的局限性在于不能在Z方向進(jìn)行加固，只能在XY平面上鋪設(shè)線束。因此在選擇碳纖維3d打印機(jī)時(shí)需要提前了解清楚。

碳纖維3d打印機(jī)適用范圍及優(yōu)勢(shì)

碳纖維3d打印機(jī)可以用于功能原型、工業(yè)工具等多個(gè)領(lǐng)域，在用于功能原型的3d打印時(shí)，碳纖維3d打印機(jī)可以打印功能性支架，優(yōu)化幾何形狀，減輕重量和成本；在用于工業(yè)工具的3d打印時(shí)，碳纖維3d打印機(jī)可以打印鈑金成型工具，其抗壓強(qiáng)度超過900，還可以打印汽車板簧U型螺栓裝配夾具更換金屬工具、帶金屬嵌件的鉆導(dǎo)、數(shù)控夾具、FDM檢測(cè)夾具（如數(shù)控模具和無損檢測(cè)儀）等，這樣不僅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，還降低了傳統(tǒng)的機(jī)械加工生產(chǎn)成本，提高了其加工生產(chǎn)速度，推動(dòng)企業(yè)高效生產(chǎn)。

例如在一家領(lǐng)先的商業(yè)產(chǎn)品制造商的案例中，就利用碳纖維ABS-CF10材料打印手柄原型，突破了傳統(tǒng)原型制作需要開發(fā)鑄模的局限。利用碳纖維ABS-CF10材料打印10個(gè)不同手柄原型的材料成本僅為200美元，與12500美元的鑄造模具成本相比，3D打印為其節(jié)省了98%的成本；同時(shí)在時(shí)間上，生產(chǎn)出首個(gè)3D打印手柄的時(shí)間為12小時(shí)，而機(jī)加工原型或開發(fā)鑄造工具的時(shí)間為1-3周，相比之下可節(jié)省85-95% 的時(shí)間。盡管用鑄造模具的方式可生產(chǎn)多達(dá)5000個(gè)手柄，但手柄的配置只有一個(gè)。如果想要改變?cè)O(shè)計(jì)，就需要額外的模具工具。而使用3D打印，便能夠以低非常多的成本實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)。

3d打印雖然已經(jīng)被大眾所熟知，但針對(duì)3d打印機(jī)的分類人們卻不甚了解，甚至很多人對(duì)3d打印還停留在塑料模型的階段。但事實(shí)上，3d打印技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)有能夠適應(yīng)多種行業(yè)需求，運(yùn)用不同的3d打印技術(shù)結(jié)合不同的3d打印型材，實(shí)現(xiàn)3d打印的廣泛應(yīng)用。其中碳纖維3d打印機(jī)就是繼金屬3d打印之后又一個(gè)被追捧的增材制造技術(shù)。要了解碳纖維3d打印機(jī)，就要先了解碳纖維這種材料。

什么是碳纖維

碳纖維本身具有極強(qiáng)的拉伸性，不僅很薄而且很脆，因此并不適合單獨(dú)運(yùn)用于實(shí)際中，但當(dāng)用粘結(jié)劑將纖維分組粘合時(shí)，碳纖維就形成了一種性能佳而重量輕的復(fù)合材料了，較為常見的碳纖維材料應(yīng)用有航空航天和汽車等行業(yè)。這種高強(qiáng)度、高硬度和輕重量的特點(diǎn)，使其成為了較重金屬部件的最佳替代品。

碳纖維材料又分為短切碳纖維和長(zhǎng)絲碳纖維，例如3d打印知名品牌Stratasys公司中的Fortus 380mc碳纖維3d打印機(jī)，就使用的是Stratasys FDM 尼龍12碳纖維，尼龍 12碳纖維 (12CF) 是是一種PA12（聚酰胺12）熱塑性長(zhǎng)絲，用碳纖維碎料增強(qiáng)，重量占35%，屬于短切碳纖維，因?yàn)樵谒蠪DM熱塑性塑料中，彎曲強(qiáng)度最大，因此具有最高的剛度重量比。而市場(chǎng)上普通的碳纖維填充技術(shù)是將碳纖維鋪設(shè)在復(fù)合材料中，是一種替代性的碳纖維填充技術(shù)。這種長(zhǎng)絲碳纖維的局限性在于不能在Z方向進(jìn)行加固，只能在XY平面上鋪設(shè)線束。因此在選擇碳纖維3d打印機(jī)時(shí)需要提前了解清楚。

碳纖維3d打印機(jī)適用范圍及優(yōu)勢(shì)

碳纖維3d打印機(jī)可以用于功能原型、工業(yè)工具等多個(gè)領(lǐng)域，在用于功能原型的3d打印時(shí)，碳纖維3d打印機(jī)可以打印功能性支架，優(yōu)化幾何形狀，減輕重量和成本；在用于工業(yè)工具的3d打印時(shí)，碳纖維3d打印機(jī)可以打印鈑金成型工具，其抗壓強(qiáng)度超過900，還可以打印汽車板簧U型螺栓裝配夾具更換金屬工具、帶金屬嵌件的鉆導(dǎo)、數(shù)控夾具、FDM檢測(cè)夾具（如數(shù)控模具和無損檢測(cè)儀）等，這樣不僅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，還降低了傳統(tǒng)的機(jī)械加工生產(chǎn)成本，提高了其加工生產(chǎn)速度，推動(dòng)企業(yè)高效生產(chǎn)。

例如在一家領(lǐng)先的商業(yè)產(chǎn)品制造商的案例中，就利用碳纖維ABS-CF10材料打印手柄原型，突破了傳統(tǒng)原型制作需要開發(fā)鑄模的局限。利用碳纖維ABS-CF10材料打印10個(gè)不同手柄原型的材料成本僅為200美元，與12500美元的鑄造模具成本相比，3D打印為其節(jié)省了98%的成本；同時(shí)在時(shí)間上，生產(chǎn)出首個(gè)3D打印手柄的時(shí)間為12小時(shí)，而機(jī)加工原型或開發(fā)鑄造工具的時(shí)間為1-3周，相比之下可節(jié)省85-95% 的時(shí)間。盡管用鑄造模具的方式可生產(chǎn)多達(dá)5000個(gè)手柄，但手柄的配置只有一個(gè)。如果想要改變?cè)O(shè)計(jì)，就需要額外的模具工具。而使用3D打印，便能夠以低非常多的成本實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)。