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解鎖纖維增強熱塑性復(fù)合材料FFF 3D打印技術(shù)

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復(fù)合材料已在各種應(yīng)用中占據(jù)一席之地。它們?yōu)橹圃旄鞣N有價值的部件提供了成熟的材料和方法。復(fù)合材料的應(yīng)用仍在進(jìn)步，而今天，3D打印正在加速這一進(jìn)步。增材制造技術(shù)的發(fā)展提供了一種無需模具就可以用復(fù)合材料制造零件的方法，同時，AM-增材制造為復(fù)合材料行業(yè)的制造方式提供了新的選擇。

“復(fù)合材料”通常是指用連續(xù)或不連續(xù)纖維增強的熱固性或熱塑性聚合物基質(zhì)材料，這些纖維通常是碳纖維；玻璃纖維;或天然纖維，如黃麻、亞麻、芳綸或玄武巖纖維。近日，Raise3D 上海復(fù)志發(fā)布了《纖維增強熱塑性復(fù)合材料3D打印》白皮書，對于纖維增強熱塑性復(fù)合材料的特性, 3D打印成品和應(yīng)用特點，工業(yè)應(yīng)用，以及Raise3D 基于FFF（材料熱熔擠出） 3D打印技術(shù)而開發(fā)的纖維增強熱塑性復(fù)合材料解決方案進(jìn)行了分享。

纖維增強熱塑性復(fù)合材料的特性

纖維增強熱塑性塑料是一種新興的工業(yè)材料，它通常是通過在熱塑性塑料中添加碳纖維、玻璃纖維或杜邦Kevlar?等短切強化纖維制作而成。被嵌入的強化纖維為材料帶來了新的優(yōu)異特性，如高強、輕質(zhì)、導(dǎo)電、耐腐蝕、高吸波性。這些特性幫助原有的塑料產(chǎn)品能更進(jìn)一步，滿足國防、航空航天等高端裝備制造業(yè)的多種需求。

纖維增加熱塑性復(fù)合材料3D打印

隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，如 ABS、PC（聚碳酸酯）、PP（聚丙烯）和PA（尼龍）等聚合物都可以添加強化纖維制成纖維增強型線材，并利用熔融長絲制造（FFF）技術(shù)，快速地制作出強度高、質(zhì)量輕、且纖維分布均勻的零件。目前，在3D打印纖維增強復(fù)合耗材中，碳纖維和玻璃纖維是兩種備受歡迎的纖維種類。與純聚合物以及金屬相比，它們都具有出色的強度重量比。例如，由碳纖維增強樹脂制成的自行車車架擁有與鋼制成的車架相同的強度和剛度，但重量卻只有鋼的1/5。

工業(yè)應(yīng)用

碳纖維增強塑料具有優(yōu)異的強度重量比，這使其成為金屬結(jié)構(gòu)部件的理想替代品。縱觀應(yīng)用于汽車或飛機上的大型金屬結(jié)構(gòu)部件例子可以看出，這些大型零件普遍重量偏大，這意味著輕量化零件的生產(chǎn)將會在這兩個行業(yè)里擁有更大的發(fā)展空間。

3D纖維增強熱塑性復(fù)合材料解決方案

Raise3D早在創(chuàng)立之初就開始著手研究纖維增強材料3D打印。經(jīng)過多年的技術(shù)積累，2021年11月德國法蘭克福舉辦formnext展會上，Raise3D完成了兩款基于FFF 3D打印技術(shù)的纖維增強材料設(shè)備——E2CF和RMF500的歐洲首秀。

除了對3D打印機的研發(fā)與設(shè)計，Raise3D還很注重耗材的性能，旨在為用戶提供與打印機高度兼容的高性能耗材。目前，Raise3D正在逐步擴大纖維增強復(fù)合材料的產(chǎn)品組合，將為客戶挑選與認(rèn)證來自第三方制造商的優(yōu)質(zhì)耗材，通過標(biāo)準(zhǔn)化的測試以驗證這些耗材的質(zhì)量與性能，以及打印設(shè)置的準(zhǔn)確性與合理性。