延伸閱讀：新技術：碳纖維3D打印（二）

延伸閱讀：新技術：碳纖維3D打印（三）

自1970年代以來，由于碳纖維具有很高的強度重量比和剛度，因此已被用作相對便宜的替代金屬，如鈦材料等。因此，尋找一種用碳纖維和其他增強材料進行3D打印的方法已成為增材制造領域許多初創企業和成熟制造商的目標。

魔猴網將在簡短的系列文章中研究這種奇妙的材料，該材料跟蹤碳纖維的根源和生命周期，如何在制造中使用碳纖維以及如何將其編織到3D打印中。要了解在3D打印中如何使用碳纖維增強材料以及為什么使用碳纖維增強材料，有助于了解碳纖維增強材料在傳統制造中的使用方式以及碳纖維零件的制造方式。

全球碳纖維技術發展情況

BMW i3的碳纖維底盤。

如果您是狂熱的網球運動員或騎自行車者，則可能已投資購買了碳纖維球拍或自行車車架。還有，您可能會開車經過經過碳纖維增強混凝土改造的橋梁。

碳纖維的制造方法

碳纖維可以繞成卷軸，也就是所謂的“絲束”，然后以這種形式使用。但是，更常見的是將其編織成薄板。然后將這些薄板與聚合物樹脂基體結合在一起，制成CFRP零件。發生這種情況的方式很大程度上取決于要制造的組件類型。可以將碳纖維板放入模具中，然后在模具中填充樹脂并加熱或暴露在空氣中直至變硬。或者，可以在模具上襯上增強纖維布，然后將其放入充滿樹脂的真空袋中。這些過程通常是勞動密集型的，這就是為什么要進行批量生產時，使用金屬模具將基體材料和碳纖維材料沖壓在一起的原因。使用預浸材料可以加快這些過程。預浸料使用增強纖維，該增強纖維已被聚合物基質浸透，并且易于部署。

各向異性

值得一提的是碳纖維表現出各向異性（方向相關）的特性。考慮一下一塊纖維增強材料，例如一塊木板，這是最有幫助的：沿紋理最硬。因此，在制造增強布時，碳纖維經常以縱橫交錯的方式編織。隨著我們了解將碳纖維引入3D打印的各種方法（例如，與連續碳纖維相比，短切碳纖維的強度），這一特性將發揮作用。

3D打印中的碳纖維

在碳纖維3D打印的整個世界中都可以找到許多上述技術和應用。用于纖維增強的3D打印的一些新興方法嚴重依賴于預浸料，而其他方法則使用絲束。在第二部分中，我們將專門研究當前用于碳纖維3D打印的各種技術。