碳纤维3D打印入门指南白皮书

来源：南极熊

尽管碳纤维3D打印已经问世十多年，但它最近几年才快速兴起。目前，市面上现有的许多3D打印机制造商都在争先恐后地宣传“碳纤维3D打印”概念，但事实上，各种碳纤维之间也存在差别。
 

《碳纤维3D打印入门指南》白皮书将为您介绍 3D打印领域中碳纤维的基础知识，文中将定义不同的类型，研究面临的挑战、优点、实现注意事项等。在碳纤维打印领域，将深入研究 Markforged 的碳纤维增强 (Carbon Fiber Reinforcement, CFR) 的优点。

什么是碳纤维？

碳纤维由沿着细长晶体结构方向排列的碳原子组成，直径为5-10 微米。这些纤维既可以单独使用，也可以将数千根碳纤维单丝捆束起来组成纤维束加以使用。在现代制造业中，碳纤维通常会与其他材料结合构成复合材料来使用。在与热塑性或热固性树脂基体相结合时，碳纤维束可以采用多种形式用于工程应用。最常见的应用是，将它们缠绕在心轴上成管状，将它们拉模以挤压成型，或者将它们编织成带状物和织物。上述碳纤维组合方式可以产生超高强度的自定义的几何形状，广泛用于航空航天、汽车、军事和其他行业。

碳纤维组合后可增强机械性能以及耐热和耐化学腐蚀特性，使其成为高级制造的理想选择。碳纤维具有很强的刚性和抗拉伸强度，而相对密度却远低于钢和铝。碳纤维的强度重量比极高，因此被广泛用于航空航天和汽车行业。
 

3D 打印中的碳纤维

随着 3D 打印技术的成熟，制造商一直在努力融入碳纤维以提高零件的强度和耐用性。最常见的两种实现方式是短纤维填充线材和连续纤维。
 

连续碳纤维是 Markforged独有的超高强度材料，将其铺设到 Onyx 等复合基材上时，可以生产出强度与 6061-T6 铝合金相媲美的零件。它具有极高刚度和超高强度，可以采用 Markforged 3D 打印机自动铺设成各种几何形状。

Markforged 精心打造的 The Digital Forge 是面向现代制造商的简便易用的增材制造平台，它将软件敏捷开发的强大威力和快捷速度融入工业制造。它由在统一平台上无缝协作的硬件、软件和材料组成，为特定用途构建，旨在集成到您现有的制造生态系统中，消除设计与功能性零件之间的障碍。