當碳纖維邂逅3D打印
對于制造業來說，碳纖維復合材料是一個重要的領域，碳纖維可以提供與金屬相當的強度，但是其重量卻非常輕，碳纖維在需要考慮重量與強度比的行業，如航天、汽車、軌道交通等行業中都有著廣泛的應用前景。傳統工藝制造碳纖維的過程十分復雜并需要大量的人力勞動，但是日益進步的3D打印為碳纖維制造帶來了新的希望，一眾3D打印企業開始聚焦于碳纖維復合材料，嘗試用3D打印技術打造碳纖維復合材料制品，這些嘗試一旦成功并獲得推廣使用的話，無疑會使碳纖維復合材料的制造更為便捷，同時大大減少人工投入。
原材料：碳纖維復合材料與熱塑性樹脂的混合
通過FDM熔融擠出的方式打印碳纖維需要將碳纖維復合材料與熱熔塑料一起打印，例如利用PETG這樣的熱熔塑料，PETG這種材料，本身就有很好的延展性，而且它能在承受更高的CF負載的同時保持一定的延展性和抗沖擊性。它能夠很好地粘附在多種構建平臺上，同時也具有優異的層粘合，而碳纖維的加入還能增加它的剛性和尺寸穩定性。荷蘭colorFabb公司的XT-CF20打印材料里面就含有伊士曼化工的PETG材料以及20%的碳纖維材料，3DXTECH也是用伊士曼PETG材料結合高模量碳纖維制成復合材料。另外一家公司，Proto-pasta的碳纖維增強材料PLA，是一種玉米淀粉提取的衍生塑料和碳纖維復合材料的合成。
ArevoLabs公司：可擴展的以機器人為基礎的增材制造RAM設備
來自美國硅谷的ArevoLabs不僅提供碳纖維工業級3D打印機，還提供3D打印的新型碳纖維和碳納米管(CNT)增強型高性能材料，使用其專有的3D打印技術和專用軟件算法還能通過市場上現有的長絲融熔3D打印機制造出產品級的超強聚合物零部件。尤為重要的是，其推出了一個可擴展的以機器人為基礎的增材制造RAM設備用來打印碳纖維復合材料。目前，該設備的軟件是專門針對ABBIRB120六軸機器人，但可擴展的軟件也可以支持更大的ABB機器人型號和尺寸，根據機器人的大小，打印體積可以從1000立方毫米達到8立方米。
ImpossibleObjects公司：CBAM工藝
美國ImpossibleObjects的CBAM工藝原理是當CAD文件被切圖成獨立的位圖層時，打印機就將熱塑性液滴按照位圖模型打印到碳纖維復合材料的基層上，隨后基層材料中那些沒有被液滴黏住的粉末被吹吸掉，只留下根據位圖模型形成的粘結劑與復合材料。運用這種技術，打印出的零部件要比使用傳統熱塑性材料3D打印出來的部件強度要高2倍—10倍。該種設備可打印的尺寸是305mmx406mm，目前仍處于測試驗證階段，計劃于2017年正式上市。
EnvisionTEC公司：工業級復合材料3D打印機
美國EnvisionTEC于2016年中推出SLCOM1工業級復合材料3D打印機，用來加工碳纖維織物或其他品種的加強型芳綸纖維織物，可選擇使用尼龍6、尼龍11、尼龍12、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚碳酸酯和很多其他材料予以增強。適用于航天、汽車、體育用品和醫療領域等高品質3D打印零部件的定制化。量身定制出來的產品充分體現出碳纖維非凡的韌性、耐候性、減震性能、高耐磨性和高強度重量比。
Electroimpact公司：AFP超薄碳纖維層鋪疊技術
美國Electroimpact開發的AFP超薄碳纖維層鋪疊技術，使用碳纖維為原材料，打印設備很精細，但價格也非常昂貴，設備有著一個長達6.4米(21英尺)的機械臂，頭部有16個類似于老式縫紉機上線轱轆的裝置，整個手臂被架置在12米長的軌道上，可以圍繞模型運動進行快速打印，大大節約零部件和原型產品生產時間，降低成本。
如果說3D打印行業要獲得千億美金制造市場的更多份額，3D打印技術就需要在設備工藝與材料兩方面發力，碳纖維的種種優勢性能體現出這種目標變成現實的可能性，可以肯定的是，要跟傳統制造業競爭，復合材料必將是3D打印成為主流技術的背后驅動力之一。然而，這僅僅是3D打印單方面的救贖，對于碳纖維復合材料方面來說，3D打印還僅僅只是提升自身成型效果的一種輔助手段，國內也有幾家碳纖維復合材料制造商嘗試將3D打印與碳纖維復合材料的成型結合起來，但是進展情況并不令人滿意。
從事碳纖維復合材料制造十余年的無錫威盛新材料科技有限公司，其產品供應于軍工、汽車、高鐵、醫療等多個行業，為尋求更好的成型方式，該公司也曾多次嘗試與3D打印商合作，關于實驗的結果，其研發部負責人總結為兩點：“先，我們國內的3D打印技術還不夠完善，與國外一流的3D打印開發商的技術水平存在著相當大的差距;其次，碳纖維復合材料制品在應用上存在一定的要求，比如我們生產的高鐵渡板支撐件，不僅在強度上有所要求，在防火阻燃等其它方面也必須達到高鐵高速運行的安全性能標準，目前的3D打印技術在復合材料性能方面還無法做到。從打印成本上來說，也無法進行大規模批量生產，因此暫時還不具備實際意義”。但是該負責人也表示：“3D打印畢竟給我們提供了一條新的成型途徑，它的意義不一定在成品上，在3D建模上的意義或許會更大一些”。
恰如其言，不管此時的交匯與應用深度如何，當碳纖維邂逅3D打印，3D打印就為自身深入工業制造開辟了一條新途徑，與此同時，也為碳纖維復合材料的制造提供了一個新的方向。
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原材料：碳纖維復合材料與熱塑性樹脂的混合
通過FDM熔融擠出的方式打印碳纖維需要將碳纖維復合材料與熱熔塑料一起打印，例如利用PETG這樣的熱熔塑料，PETG這種材料，本身就有很好的延展性，而且它能在承受更高的CF負載的同時保持一定的延展性和抗沖擊性。它能夠很好地粘附在多種構建平臺上，同時也具有優異的層粘合，而碳纖維的加入還能增加它的剛性和尺寸穩定性。荷蘭colorFabb公司的XT-CF20打印材料里面就含有伊士曼化工的PETG材料以及20%的碳纖維材料，3DXTECH也是用伊士曼PETG材料結合高模量碳纖維制成復合材料。另外一家公司，Proto-pasta的碳纖維增強材料PLA，是一種玉米淀粉提取的衍生塑料和碳纖維復合材料的合成。
ArevoLabs公司：可擴展的以機器人為基礎的增材制造RAM設備
來自美國硅谷的ArevoLabs不僅提供碳纖維工業級3D打印機，還提供3D打印的新型碳纖維和碳納米管(CNT)增強型高性能材料，使用其專有的3D打印技術和專用軟件算法還能通過市場上現有的長絲融熔3D打印機制造出產品級的超強聚合物零部件。尤為重要的是，其推出了一個可擴展的以機器人為基礎的增材制造RAM設備用來打印碳纖維復合材料。目前，該設備的軟件是專門針對ABBIRB120六軸機器人，但可擴展的軟件也可以支持更大的ABB機器人型號和尺寸，根據機器人的大小，打印體積可以從1000立方毫米達到8立方米。
ImpossibleObjects公司：CBAM工藝
美國ImpossibleObjects的CBAM工藝原理是當CAD文件被切圖成獨立的位圖層時，打印機就將熱塑性液滴按照位圖模型打印到碳纖維復合材料的基層上，隨后基層材料中那些沒有被液滴黏住的粉末被吹吸掉，只留下根據位圖模型形成的粘結劑與復合材料。運用這種技術，打印出的零部件要比使用傳統熱塑性材料3D打印出來的部件強度要高2倍—10倍。該種設備可打印的尺寸是305mmx406mm，目前仍處于測試驗證階段，計劃于2017年正式上市。
EnvisionTEC公司：工業級復合材料3D打印機
美國EnvisionTEC于2016年中推出SLCOM1工業級復合材料3D打印機，用來加工碳纖維織物或其他品種的加強型芳綸纖維織物，可選擇使用尼龍6、尼龍11、尼龍12、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚碳酸酯和很多其他材料予以增強。適用于航天、汽車、體育用品和醫療領域等高品質3D打印零部件的定制化。量身定制出來的產品充分體現出碳纖維非凡的韌性、耐候性、減震性能、高耐磨性和高強度重量比。
Electroimpact公司：AFP超薄碳纖維層鋪疊技術
美國Electroimpact開發的AFP超薄碳纖維層鋪疊技術，使用碳纖維為原材料，打印設備很精細，但價格也非常昂貴，設備有著一個長達6.4米(21英尺)的機械臂，頭部有16個類似于老式縫紉機上線轱轆的裝置，整個手臂被架置在12米長的軌道上，可以圍繞模型運動進行快速打印，大大節約零部件和原型產品生產時間，降低成本。
如果說3D打印行業要獲得千億美金制造市場的更多份額，3D打印技術就需要在設備工藝與材料兩方面發力，碳纖維的種種優勢性能體現出這種目標變成現實的可能性，可以肯定的是，要跟傳統制造業競爭，復合材料必將是3D打印成為主流技術的背后驅動力之一。然而，這僅僅是3D打印單方面的救贖，對于碳纖維復合材料方面來說，3D打印還僅僅只是提升自身成型效果的一種輔助手段，國內也有幾家碳纖維復合材料制造商嘗試將3D打印與碳纖維復合材料的成型結合起來，但是進展情況并不令人滿意。
從事碳纖維復合材料制造十余年的無錫威盛新材料科技有限公司，其產品供應于軍工、汽車、高鐵、醫療等多個行業，為尋求更好的成型方式，該公司也曾多次嘗試與3D打印商合作，關于實驗的結果，其研發部負責人總結為兩點：“先，我們國內的3D打印技術還不夠完善，與國外一流的3D打印開發商的技術水平存在著相當大的差距;其次，碳纖維復合材料制品在應用上存在一定的要求，比如我們生產的高鐵渡板支撐件，不僅在強度上有所要求，在防火阻燃等其它方面也必須達到高鐵高速運行的安全性能標準，目前的3D打印技術在復合材料性能方面還無法做到。從打印成本上來說，也無法進行大規模批量生產，因此暫時還不具備實際意義”。但是該負責人也表示：“3D打印畢竟給我們提供了一條新的成型途徑，它的意義不一定在成品上，在3D建模上的意義或許會更大一些”。
恰如其言，不管此時的交匯與應用深度如何，當碳纖維邂逅3D打印，3D打印就為自身深入工業制造開辟了一條新途徑，與此同時，也為碳纖維復合材料的制造提供了一個新的方向。
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