2022-01-13
相比传统制造业的切割工艺，3d打印不需要模具制造，并且加工速度快，生产周期相对较短，已经在众多领域中发挥了关键的作用。其中连续碳纤维材料是一种复合纤维材料，通过加热挤出的3D打印工艺（FDM,FFF），其打印出来的产品具备出色的性能，是塑料强度的30倍，强度和重量比是铝的3倍，重量比钢材轻7倍以上。连续碳纤维3D打印因为出色的材料性能和加工工艺，可以替代金属、塑料、尼龙等材质，可应用在无人机、工装夹具、航空航天，汽车，教育，机械能源等领域。
使用常见的3D打印材料（PLA、尼龙、ABS等）打印的样件强度小、质量较差、生产效率低。此外，标准PLA长丝在高温下会变软，因此，不适合在汽车，航空航天，机械等行业应用。
Markforged 提供的方案：
Markforged的3D打印设备通过使用由尼龙和短切碳纤维填充（称为Onyx）制成的细丝解决了这个问题，通过上千次的测试，我们在设计制造Onyx过程中规避了所有的问题，优化了打印Onyx的尺寸精度、表面光滑度和打印机可靠性。并添加了连续纤维层（如碳纤维、Kevlar、玻璃纤维或高温高强度玻璃纤维）加固零件的选项，从而灵活控制零部件的强度，符合设计意图。
从上到下:碳纤维、高温高强度玻璃纤维、Kevlar、玻璃纤维
连续纤维增强（CFR）工艺使打印的样件非常坚固耐用，可以取代铝。碳纤维增强Onyx抗拉强度达800MPa（是ABS的25.8倍，6061-T6铝的2.6倍），可以通过 Markforged 3D打印机自动铺设成各种几何形状，碳纤维组合后可增强机械性能以及耐热和耐化学腐蚀特性，使其成为高级制造的理想选择。
Markforged连续碳纤维3D打印主要面向需要强度大、质量轻的3D打印应用需求。而且，用Markforged设备打印的零件会比使用铝数控加工的性价比更高。并且，制造出的零件会比铝更轻，从而实现轻量化的零部件。
强度对比：
为了更直观的做对比，以下是用Onyx（Markforged打印机）和PLA(其他打印机)的样件测试。测试打印为宽15mm(0.6英寸)×厚5mm(0.2英寸)的样件，从桌子边缘到重量点的突出部分为120mm(4.7英寸)。然后，把一个1.8公斤(4磅)的重物挂在测试样件上。
无纤维增强的强度效果
有纤维增强的强度效果
抗弯强度对比
正如你从照片中看到的（垂直偏差标记以英寸为单位），使用纤维增强的部分更加坚硬。纤维增强打印有两到三组增强层(顶部和底部)，每组只有四层。由此，可以推断出添加更多的纤维会让部件变得更硬。并且碳纤维的抗弯强度要超过了铝6061。
经典案例:
对于一些小或薄的物品，使用PLA打印后承重能力会变低。然而使用Markforged连续碳纤维3D打印的话，会让这个146mm（5.75英寸）的三脚架变得更加坚固。
三脚架旋钮
三脚架
相机镜头脚
抽屉拉手
3D打印和碳纤维复合材料的结合可以改善传统生产制造中对碳纤维复合材料的应用，FDM技术和连续碳纤维材料的结合，使打印的零件机械性能、物理性能更加优异，实现低成本、高效、产品轻量化以及个性化定制设计。
如果你需要非常坚固、轻量化、耐高温的部件或者对碳纤维3D打印有兴趣，可以联系我们哦
