3D打印用玻璃纖維和碳纖維的性能對比
玻璃纖維和碳纖維都是常用的增強材料。長期以來,玻璃纖維一直都被看做是“廉價”的材料。造船工業、廉價的結構部件和排水產品成為玻璃纖維的主要應用領域。
而碳纖維則成為了速度和高性能的代名詞,在賽車、新型噴氣式客機和其他高端工程中經常見到。
在3D打印應用背景下,碳纖維和玻璃纖維都是可以增強工程材料零件的高質量纖維。
01玻璃纖維
玻璃纖維由無機硅砂經過加熱至高溫,然后拉成無定形的超細纖維束制備而成。這些長而細的玻璃纖維具有極高的拉伸強度。
與ABS相比,玻璃纖維連續增強纖維打印部件的抗拉強度是傳統ABS部件的20倍,而剛性則高10倍。對于需要考慮成本的工廠車間,玻璃纖維連續纖維通常是理想的選擇。
高強度高溫(HSHT)玻璃纖維適合用來替代關鍵任務加工的鋁制零件。HSHT玻璃纖維具有卓越的耐熱性和抗彎強度,僅次于碳纖維,可為需要耐熱性和抗沖擊性的許多工業應用提供經濟高效的連續增強解決方案。
盡管增強纖維通常在表面下,但是當結構件磨損時,玻璃纖維或HSHT玻璃纖維可能會暴露出來;在循環載荷條件下,HSHT玻璃纖維增強材料不僅可以提供接近碳纖維增強材料的強度,而且不會造成災難性破壞。
由于兩種玻璃纖維都是無定形的,因此它們通過提供改進的射線透過性,而應用在RF /天線領域。

3D打印玻璃纖維結構件
02碳纖維
在前期文章中,有關3D打印用碳纖維優異特性已經詳細描述:與6061鋁相比,3D打印碳纖維的抗彎強度重量比高50%,而拉伸強度高300%;3D打印碳纖維比ABS堅固8倍,比鋁的屈服強度高20%;3D打印碳纖維比ABS的剛性高25倍,比其余增強纖維的剛性高2倍。
由于碳纖維優異的力學性能、耐腐蝕特性等,碳纖維3D打印材料似乎傾向于走高端路線,如在太空3D打印材料中,美國波音Starliner太空出租車上使用了600多種3D打印碳纖維/PEKK零件,采用 3D 打印技術來制作的太空艙的零部件不僅可以節約成本,而且降低重量的比例高可達60%。

美國波音公司Starliner“太空出租車”










































