碳纤维增强复合材料的3D打印

碳纤维如何用于3D打印？

　　3D打印是一种增材制造，可用于快速制造具有高度可定制几何形状的部件，最典型的是使用逐层制造工艺。3D打印正在迅速吸引科研界和制造业界的兴趣1,2，因为它有可能实现低成本、高度灵活、中低规模的制造。可以熔化并再次形成预期形状的热塑性材料目前是3D打印中最常用的材料之一。虽然这些材料已广泛用于原型的生产，但它们通常缺乏用于工业应用所需的功能部件或承载部件所需的热稳定性、化学稳定性和机械稳定性。

　　纤维增强塑料（FRP）最近因其在3D打印中的潜在用途而受到关注，这种材料可以提高制造部件的机械强度和弹性。3-4这些复合材料可以匹配许多金属的强度，但重量更轻。特别是，向塑料树脂中添加碳纤维正成为一种广泛使用的策略，以增强3D打印部件的机械性能。

碳纤维增强塑料的优点：

　　高拉伸强度

　　耐化学性

　　刚度

　　耐温性

　　低热膨胀

　　扩大碳纤维增强塑料的应用范围

　　许多公司已经将3D打印机和可印刷材料商业化，致力于为各行各业的客户生产碳纤维增强复合材料零件。5目前，由碳纤维增强复合材料制成的3D打印部件已用于赛车、无人机、高性能运动设备的设计和构造，以及许多其他需要轻质但强力材料以提高产品性能的应用。

碳纤维增强塑料的3D打印工艺：FDM与 SLS的对比

　　熔融沉积成型（FDM）和选择性激光烧结（SLS）是两种3D打印工艺，广泛用于使用碳纤维增强材料作为原料来制造功能部件。FDM是一种使用加热长丝材料逐层挤出来制造塑料零件的工艺（图1a）。7而SLS是由激光烧结粉末材料构建连续层来制造零件的工艺（图1b）8。根据成品零件的加工条件和设计要求，可能需要热处理等加工后处理工艺。

转自：merck