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用碳纤维做3D打印的方法

2019-05-23 20:10:35 5

目前有两种碳纤维打印方法:短切碳纤维填充热塑性塑料和连续碳纤维增强材料。 短切碳纤维填充热塑性塑料是通过标准FFF(FDM)打印机进行打印,由热塑性塑料(PLA,ABS或尼龙)组成,这种热塑性塑料由微小的短切原丝进行增强,即碳纤维。 另一方面,连续碳纤维制造是一种独特的打印工艺,其将连续的碳纤维束铺设到标准FFF(FDM)热塑性基材中。

短切碳纤维填充塑料和连续纤维制造虽然同样使用碳纤维,但它们之间的差异十分巨大。了解每种方法的工作原理及其理想的应用将有助于您做出明智的决策,确定在增材制造工作中应采取哪些措施。

短切碳纤维基本上是标准热塑性塑料的增强材料。它允许公司以更高的强度打印一般来说性能较弱的材料。然后将该材料与热塑性塑料混合,并将所得混合物挤压成用于熔融长丝制造(FFF)技术的线轴。对于使用FFF方法的复合材料,材料由短切纤维(通常是碳纤维)与传统热塑性塑料(如尼龙、ABS或聚乳酸)混合而成。尽管FFF工艺保持不变,但短切纤维增加了模型的强度、刚度,并改善了尺寸稳定性,表面光洁度和精度。

这种方法并非始终没有缺陷。 一些短切纤维增强细丝通过用纤维对材料调节过饱和度来强调强度。 这会对工件的整体质量产生不利影响,从而降低表面质量和零件精度。原型和最终使用的部件可以使用短切碳纤维制造,因为它提供了内部测试或面向客户的部件所需的强度和外观。

连续碳纤维是真正的优势所在。 这是一种经济有效的解决方案,可以用3D打印复合材料部件替代传统的金属部件,因为它仅使用重量的一小部分就能实现类似的强度。 它可以使用连续长丝制造(CFF)技术把材料镶嵌在热塑性塑料中。 使用这种方法的打印机在打印时通过FFF挤出的热塑性塑料内的第二个印刷喷嘴铺设连续的高强度纤维(例如碳纤维,玻璃纤维或Kevlar)。 增强纤维构成印刷部件的“主干”,产生坚硬,坚固和耐用的效果。

连续碳纤维不仅增加了强度,而且还提供给用户在需要更高耐久性的领域中有选择性地进行加固。 由于核心流程的FFF性质,您可以选择逐层基础来强化。 在每层中,有两种增强方法:同心轴加固和各向同性加固。 同心填充加强了每层(内部和外部)的外边界,并通过用户定义的循环数延伸到零件中。 各向同性填充在每层上形成单向复合增强,并且可以通过改变层上的增强方向来模拟碳纤维编织。 这些强化策略使航空航天,汽车和制造等行业能够以新的方式将复合材料集成到其工作流程中。打印零件可以作为工具和夹具(这些都要求连续的碳纤维可以有效地模拟金属性能。),如手臂末端的工具,软颚,和CMM固定物。


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