解析！碳纤维在3D打印和商用打印机中的优势

3D打印机碳纤维可能成为仅次于金属的第二大热门的增材制造工艺。依靠在增材制造领域的新发展，人们终于实现了可以用各种难以捉摸的材料打印出的现实。但是，并非所有的碳纤维3D商用打印机都是一样的——有些碳纤维3D打印机使用的是微短切纤维来加强传统的热塑性塑料，而其他机器则是采用铺设在热塑性基质中的连续纤维(通常用短切纤维填充)在零件内部形成“骨架”。

碳纤是由一个排列在一起的碳原子链构成的，拉伸强度非常高。单靠它们并不特别有用，薄而易碎的特性使得它们在实际应用中很容易断裂。但是，当用粘合剂将纤维分组并粘合在一起时，纤维能够平滑地分配负载，从而形成一种非常强度和轻巧的复合材料。这种碳纤维复合材料是以薄片、管或定制成型特性的形式出现，用于航空航天和汽车工业中，其强度与重量比占主导地位。热固性树脂通常用作粘合剂。

碳纤维的打印方法主要有短切碳纤维填充型和连续碳纤维增强两种。短切割碳纤维填充型热塑性塑料是通过用微小的短切原丝(PLA、ABS或尼龙)来印刷的。标准的FFF(FDM)打印机由热塑性塑料构成。而连续碳纤维制造技术是一种独特的印刷技术，它可以将连续的碳纤维束铺在标准的FFF(FDM)热塑性基材中。

尽管短切碳纤维填充塑料和连续纤维生产用的碳纤维相同，但两者的差别是很大的。理解每一种商用打印机方法是如何工作的，以及它所适合的应用，将会帮助你作出明智的决定，决定在增材生产中应该采取什么措施。

用短碳纤维填充热塑性塑料制成3D打印碳纤维，短切碳纤维是标准热塑性塑料的增强材料。这使公司可以打印一般性能较差的材料，强度更高。该材料随后与热塑性塑料混合，并将获得的混合物挤压成用于生产长丝(FFF)工艺的线轴。对采用FFF法的复合材料，材料是由通常是碳纤维的短切纤维与传统热塑性塑料(如尼龙、ABS或聚乳酸)混合而成。

这个方法并非总是没有缺点的。有些短切纤维增强细丝通过在纤维上调节过饱和度来加强强度。这样就会影响工件的整体质量，导致表面质量和零件精度下降。样机及后使用的零件可使用短切碳纤维来制造，因为它为内部测试或面向客户的零件提供必要的强度和外观。