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發(fā)布時(shí)間:2021-06-15 10:58  
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目前有兩種碳纖維打印方法:短切碳纖維填充熱塑性塑料和連續(xù)碳纖維增強(qiáng)材料。 短切碳纖維填充熱塑性塑料是通過標(biāo)準(zhǔn)FFF(FDM)打印機(jī)進(jìn)行打印,由熱塑性塑料(PLA,ABS或尼龍)組成,這種熱塑性塑料由微小的短切原絲進(jìn)行增強(qiáng),即碳纖維。 另一方面,連續(xù)碳纖維制造是一種獨(dú)特的打印工藝,其將連續(xù)的碳纖維束鋪設(shè)到標(biāo)準(zhǔn)FFF(FDM)熱塑性基材中。

連續(xù)碳纖維是真正的優(yōu)勢所在。 這是一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案,可以用3D打印復(fù)合材料部件替代傳統(tǒng)的金屬部件,因?yàn)樗鼉H使用重量的一小部分就能實(shí)現(xiàn)類似的強(qiáng)度。 它可以使用連續(xù)長絲制造(CFF)技術(shù)把材料鑲嵌在熱塑性塑料中。 使用這種方法的打印機(jī)在打印時(shí)通過FFF擠出的熱塑性塑料內(nèi)的第二個(gè)印刷噴嘴鋪設(shè)連續(xù)的高強(qiáng)度纖維(例如碳纖維,玻璃纖維或Kevlar)。 增強(qiáng)纖維構(gòu)成印刷部件的“主干”,產(chǎn)生堅(jiān)硬,堅(jiān)固和耐用的效果。
反過來,這增加了所謂的“纖維體積比”,相對于復(fù)合材料的總體積而言,存在的纖維增強(qiáng)量。較高的纖維體積比通常意味著改善的機(jī)械性能。因此,由于這些碳纖維以3D打印的晶格結(jié)構(gòu)縱橫交錯(cuò),因此纖維體積比和強(qiáng)度均增加。在航空航天領(lǐng)域,工程師尋求的纖維體積比率為60%左右。但是,使用其他碳纖維3D打印技術(shù)時(shí),該比率接近30%至40%。沒有晶格結(jié)構(gòu),CFC可以達(dá)到約45%,在碳纖維重疊的點(diǎn)上,該比率增加了一倍,即比傳統(tǒng)復(fù)合材料更強(qiáng)。
首先將碳纖維熱塑性塑料帶加熱到高于塑料的熔融溫度。然后,輥將膠帶壓在打印的部分上。熱量,壓力以及冷卻后的印刷零件的結(jié)合使膠帶可以使零件熔融。Desktop metal正在通過Fiber HT和Fiber LT 3D打印機(jī)發(fā)布該技術(shù)。 LT的年度訂購價(jià)為3,495美元,可打印PA6-碳纖維或PA6-玻璃纖維帶。 HT(每年5,495美元)不僅可以使用這些膠帶進(jìn)行打印,還可以與碳纖維或玻璃纖維結(jié)合使用的PEEK或PEKK。 HT也有兩個(gè)打印頭,而LT只有一個(gè)。此外,F(xiàn)iber HT還具有使用其軟件中的設(shè)置來管理纖維方向的能力,可以實(shí)現(xiàn)小于1%的孔隙率,并且可以以高達(dá)60%的纖維體積比進(jìn)行打印。