3D打印碳纤维是仅次于金属的第二大最受欢迎的增材制造技术。由于增材制造领域的最新发展，我们终于意识到人们可以在各种难以捉摸的材料上进行打印的现实。但是，并非所有的碳纤维3D打印机都是相同的。一些机器使用微切碎的纤维来增强传统的热塑性塑料。在零件中创建一个“骨架”。
解释碳纤维在3D打印中的作用
碳纤维由具有非常高的拉伸强度的碳原子排列的链组成。单独使用它们并不是特别有用-它们薄而脆弱的特性很容易在实际应用中将其分解。但是，当使用粘合剂将纤维分组并粘结在一起时，纤维会平稳地分配载荷，并形成非常高的强度和重量轻的复合材料。这些碳纤维复合材料以片材，管材或定制模制件的形式提供，并用于强度和重量比占主导地位的航空航天和汽车行业。通常，热固性树脂用作粘合剂。
3D打印技术的最新发展使公司可以在碳纤维上进行打印，但是所使用的粘合材料与标准碳纤维工艺不同。由于树脂不会熔化，因此无法将其从喷嘴中推出。为了解决这个问题，3D打印机用易于打印的热塑性塑料代替了树脂。这些组分的耐热性不如树脂基碳纤维复合材料，但受益于纤维强度。
当前，在碳纤维增强塑料和复合材料（SCFT，LCFRT，CFRP和CFRTP）中使用3D打印增材制造技术是一种快速增长的碳纤维，用于数字，智能，自动化高科技新技术制备复合材料。 。与传统的碳纤维复合材料成型和制备工艺相比，工艺简单，加工成本低，原料利用率高，绿色环保技术，零件制造成本低，复合零件的结构设计与制造。集成已经完成，您无需开放模具制造，并且可以重复进行数字打样和打印零件验证。这缩短了开发周期，节省了开发成本，并且可以用作快速成型制造的低成本有效技术解决方案。碳纤维增强塑料和复合材料可用于航空航天和军事工业，而3D打印技术可用于创建重量更轻，强度更高的工业级轻质复合材料的复杂结构组件。碳纤维（CF）的高成本，复杂的制备过程和控制，用于加工和成型的特殊专用设备以及缺乏专业的工程技术人员，降低了3D打印行业的开发和应用但末了国内外各种行业。应用开发的潜力是巨大的，并且有望有广泛的应用前景和发展，特别是在航空航天和新能源电动汽车的研究与开发中。
通过FDM熔融挤出进行碳纤维印刷需要印刷碳纤维复合材料和热熔塑料。例如，当使用PETG之类的热熔塑料时，PETG本身具有良好的延展性，可以承受较高的CF负载，同时保持一定的延展性和抗冲击性。尽管它可以很好地粘附在各种建筑平台上并具有出色的层粘附性，但是添加碳纤维可以提高刚性和尺寸稳定性。荷兰colorFabb XT-CF20印刷材料包含伊士曼化学（Eastman Chemical）的PETG材料和20％碳纤维材料。 3DXTECH也由伊士曼PETG材料和高弹性碳纤维制成。另一家公司Protopasta的碳纤维增强PLA是玉米淀粉合成塑料和碳纤维复合材料的合成产品。
碳纤维3D打印方法
当前，有两种碳纤维印刷方法：短切碳纤维填充热塑性塑料和连续碳纤维增强材料。填充有碳纤维的捷径热塑性塑料可在标准的FFF（FDM）打印机上打印，该打印机由短切短的股线，碳纤维增强的热塑性塑料（PLA，ABS或尼龙）组成。另一方面，连续碳纤维制造是一种独特的印刷工艺，可以将一束连续碳纤维放置在标准FFF（FDM）热塑性基材上。
