你能 3D 打印碳纤维吗？

您可以 3D 打印碳纤维吗？是的，您可以使用碳纤维进行 3D 打印！ 多年来，碳纤维材料已被用于制造许多结构设计。

可以使用碳纤维复合材料制造的一些产品包括飞机机翼、自行车车架、螺旋桨叶片和汽车部件等。

因此，传统上，碳纤维在制造产品中的应用仍然多种多样且广泛。它最终促使 3D 打印行业关注如何在增材 3D 打印过程中加入材料碳纤维。

值得注意的是，碳纤维 3D 打印被证明具有吸引力，因为碳纤维具有很高的强度重量比，这是任何其他 3D 打印长丝材料中罕见的特性。

由于碳纤维的众多好处，许多 3D 打印公司提供碳纤维增强材料或技术，旨在最大限度地利用这种复合材料实现更高性能的应用。

在 3D 打印中，碳纤维打印有两种不同的方式，一是使用纤维增强细丝，二是通过连续碳纤维增强。

3D 打印碳纤维强度大吗？

值得注意的是，碳纤维材料最广为人知的特性仍然是其高强度，保证了 3D 打印的高稳定性。短切碳纤维长丝使用由长度小于一毫米的片段组成的短碳纤维。

碳纤维长丝与称为基材的热塑性材料混合，制成固体复合碳纤维长丝。

由于碳原子和微自动纤维放置过程确保碳原子键合为碳纤维填充物提供必要的强度，因此这些纤维被证明非常坚固。

市场上可以找到几种带有碳纤维填充物的细丝。其中包括流行的热塑性长丝，如 ABS、PLA、尼龙、PETG 和聚碳酸酯。

• 碳纤维增强材料

碳纤维增强聚合物（CFRP）是一种使用碳纤维增强的聚合物基复合材料，具有独特的强度。它的增强可以通过连续或不连续的碳纤维使用来实现。

尽管增强碳纤维价格昂贵，但它们具有最高的比力学性能。

• 碳纤维增强长丝

众所周知，碳纤维增强细丝非常坚固。它使碳纤维长丝表现出无与伦比的强度和刚度。它还减轻了整体重量，使其成为打印轻型物体或最终用途部件的理想选择。

• 连续碳纤维增强

碳纤维增强细丝比任何其他材料或未经支撑的碳纤维更坚固。然而，为了获得更坚固的灯丝，可以采用一种称为碳纤维增强的技术。

由于碳纤维未切碎，因此它保留了大部分强度，这使得连续碳纤维 3D 打印变得更加重要，足以以一半的重量取代铝的使用。

对于某些应用，它可能会取代金属 3D 打印，因为与金属相比，灯丝更便宜。

• 尼龙碳纤维

尼龙碳纤维是碳纤维3D打印行业中颇受欢迎的复合材料。已经具备打印技术材料的理想品质，其高强度和高耐热性使其成为大多数 3D 打印爱好者的热门选择。

它表现出高度的耐用性，可以平衡碳纤维的原始脆性。它唯一的缺点仍然是其吸湿性能，这对尼龙碳纤维线轴的适当环境保护造成了负担。

• ABS 碳纤维

它以使用注塑成型消费品而闻名。作为一种固体基础聚合物，ABS 碳为其产品保留了出色的表面光洁度。这使得它非常适合在原型和最终用途部件中的应用。

另一方面，它需要一个加热的构建室，只有高端 3D 打印机才有。

• PETG 碳纤维

最常用的碳纤维增强材料之一是PETG碳纤维。它以耐化学品和防潮着称，使其成为在此类吸湿环境下应用的出色复合聚合物。

什么 3D 打印机可以打印碳纤维？

并非市场上所有的打印机都可以打印碳纤维材料。为了获得更好的效果，您可能需要使用专门的碳纤维 3D 打印机。

并非每台打印机都可以使用 3D 碳纤维长丝进行打印，因为这些材料需要约 200 摄氏度的高挤出温度。它的研磨形式可能会损坏黄铜打印机喷嘴。

碳纤维 3D 打印机示例

让我们看看 3D 打印机可以打印什么碳。

• Delta WASP 2040 工业 X

这台打印机由 WASP 在意大利制造，可使用包括碳纤维复合材料在内的各种材料进行打印。

WASP 2040 拥有双齿轮灯丝驱动器，可更好地使用连续纤维材料复合材料。

• The Raise 3D E2 CF &Pro2 Plus

该型号具有独立的双挤出机功能。它使用碳纤维长丝，并有一个硬化钢喷嘴，最高可达 300 摄氏度。

• Makerbot METHOD 碳纤维版本

这款 3D 打印机的目标市场是金属零件的替换零件市场。他们使用增强尼龙，优化高强度和耐热性。他们有一个能够处理研磨材料的复合挤出机。

它保留的另一个关键特性是硬化金属驱动齿轮和可互换的硬化钢喷嘴，以应对碳纤维 3D 打印中的最高喷嘴温度。

• 融合 3 F410

该打印机仍然非常适合与碳复合材料一起使用。众所周知，它是一款完美的机器，成本更低，最高喷嘴温度为 300 度。

Fusion 3 F410 碳纤维打印机可与大多数增强型碳纤维配合使用，其经济实惠使其成为众多 3D 打印机用户的最爱。

如何打印碳纤维？

碳纤维长丝由注入基材中以改善材料性能的微小纤维组成。

纤维的强度使长丝具有同样的强度并具有更高的刚度水平。它使 3D 打印机部件更轻，并确保尺寸稳定性，因为纤维减少了冷却过程中的收缩。

打印碳纤维

在开始打印之前，您可能需要设置打印设置，例如温度、床层附着力、挤出速率和打印速度，类似于用于熔合到纤维上的基材的标准设置。

由于添加了纤维，碳纤维材料在挤出过程中可能会堵塞，并且可能需要特殊的硬件，尤其是硬化喷嘴，以应对损坏风险。

Carbon 3D 打印机的成本是多少？

碳纤维打印机一般不会太贵。它们的可负担性让使用碳纤维技术的 3D 打印机大大松了一口气。

以下列表显示了各种碳纤维 3D 打印机，标明了他们使用的 3D 打印技术以及以美元为单位的价格。

• Delta WASP 2040 采用 FDM 技术，市场价格为 4750 美元
• Raise3D E2 CF 和 Pro2 Plus 使用 FDM 技术，售价 4999 美元
• Makerbot Method 碳纤维版使用 FDM 技术，售价 4999 美元
• Fusion3 410 采用 FDM 技术，售价 5000 美元
• XYZ 打印部件 pro300X 使用 FDM 技术，售价 5500 美元
• Ultimaker S5 使用 FDM，售价 5995 美元
• Stratasys F120 使用 FDM，售价 12000 美元
• Raboze XTREME 使用 FDM 技术，售价 10000 美元

碳纤维长丝

碳纤维长丝是通过将微小的碳纤维注入聚合物基体中形成的复合材料。它看起来类似于注入金属的细丝，但它由纤维碎片组成。

聚合物基底可以来自许多流行的 3D 打印长丝材料，如 ABS、PLA、尼龙、PETG 和其他材料。碳纤维长丝含有直径约为 0.01 毫米的短颗粒。提高碳纤维强度，增强脆性。

将碳纤维的微小颗粒注入聚合物基体中所产生的强度增加带来了更出色的尺寸稳定性，有助于避免冷却过程中的翘曲和收缩。

优点

• 增加强度和刚度
• 稳定性好
• 良好的表面光洁度
• 轻量级印花

缺点

• 翘曲和收缩
• 磨损黄铜喷嘴的磨料丝

我需要为碳纤维打印购买碳纤维专用打印机吗？

碳纤维长丝 3D 打印与使用基础聚合物的传统 3D 打印略有不同。碳纤维长丝比尼龙等普通长丝更硬，表面有哑光质感。

因此，3D 打印可能需要使用普通 3D 打印机可能不容易获得的硬化喷嘴。

连续碳纤维打印的工作原理是在挤出时将恒定的碳纤维细丝送入熔融的基础聚合物中。因此，部署一台可以做到这一点的特定打印机是可行的方法。

目的仍然是增加零件的强度，因为碳纤维打印在打印过程中直接增强了它。

碳纤维丝是如何制成的？

碳纤维长丝由不同基础聚合物材料制成的长丝，并注入微小的碳纤维。

碳纤维由以结晶形式结合在一起的碳原子组成。原子层皱缩在一起，形成具有非常高抗拉强度的键，从而传递给印刷产品。

这些晶体排列使碳纤维具有很高的强度与体积比，使碳纤维可以被制成多种应用。

结论

本文揭开了 3D 打印碳纤维的整个概念的神秘面纱。本文作为 3D 碳纤维技术的深入指南，对各种概念进行了定义和解释。

希望您现在了解使用碳纤维细丝的优缺点以及适合它们的 3D 打印机类型。

碳纤维打印机的可负担性也是采用这种技术的诱惑，该技术可提供比标准塑料细丝更坚固的产品