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2023-08-31 【3D列印知識】使用碳纖維進(jìn)行3D列印的優(yōu)勢 !
【3D列印知識】使用碳纖維進(jìn)行3D列印的優(yōu)勢 !
平常聽得最多的線材材料不外乎PLA、PETG等，但知道為甚麼在某些時候使用碳纖維更好嗎？一文帶你深入了解此材料！
對於想要充分利用 3D 列印技術(shù)的人來說，碳纖維是最強(qiáng)大的材料之一。但是，甚麼時候應(yīng)該使用它，它又有哪些用途呢？讓我們深入探討這些問題，了解為什麼 3D 列印碳纖維複合材料比以往任何時候都更容易獲得、用途更廣泛吧！
碳纖維的歷史悠久，可追溯到 19 世紀(jì)末托馬斯-愛迪生 (Thomas Edison) 將其用作燈泡的燈絲。 20 世紀(jì) 50 年代，美國聯(lián)合碳化物公司認(rèn)識到碳纖維的強(qiáng)度，進(jìn)一步開發(fā)了碳纖維的加工技術(shù)。時至今日，碳纖維已普遍應(yīng)用於賽車和飛機(jī)等高性能產(chǎn)品中。隨著 3D 列印技術(shù)的出現(xiàn)和複合材料技術(shù)的最新進(jìn)展，碳纖維現(xiàn)在可以用於一系列新的應(yīng)用領(lǐng)域。
使用碳纖維來3D列印的優(yōu)勢
眾所周知，傳統(tǒng)碳纖維強(qiáng)度高、重量輕，其石墨黑色交叉編織圖案具有獨(dú)特的視覺吸引力。然而，傳統(tǒng)的製造工藝需要大量人力，成本高昂。這就是碳纖維複合材料混合物發(fā)揮作用的地方。
通過將切碎的碳纖維與基礎(chǔ)樹脂或聚合物相結(jié)合，所製成的複合材料更易於管理。這使其適用於各種製造技術(shù)，包括 3D列印。此外，引入不同的基礎(chǔ)聚合物可以增加碳纖維複合材料的獨(dú)特性能，提高其多功能性！
複合材料製造技術(shù)
雖然複合材料已經(jīng)通過開放材料的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)為碳纖維帶來了一定的可及性，但 3D列印使得碳纖維能夠用於小批量和省力的零件。通過3D列印，你可以輕鬆製作可供用戶用於特定應(yīng)用的工具！因此使用3D列印是最合理的選擇。
正確使用3D列印的時間
當(dāng)你開始尋找完美的 3D 列印應(yīng)用之前，了解最有利使用它的時間是至關(guān)重要的。需要考慮節(jié)省時間、單位體積成本以及應(yīng)用所需的特定材料屬性等因素。
節(jié)省設(shè)計(jì)迭代時間
3D列印最顯著的優(yōu)勢之一是設(shè)置簡單、快捷。它允許從設(shè)計(jì)直接過渡到列印作業(yè)，大大減少了創(chuàng)建單個零件的工作量。當(dāng)一個零件經(jīng)過多次設(shè)計(jì)迭代時，這一優(yōu)勢將會進(jìn)一步放大。
批量基礎(chǔ)成本效益
對於大批量生產(chǎn)，注塑成型等傳統(tǒng)製造方法由於規(guī)模經(jīng)濟(jì)，可能更具成本效益。然而，對於小批量需求如原型、定制工具或替換零件，3D 列印往往能提供更經(jīng)濟(jì)的解決方案！
滿足各類材料要求
在選擇材料和製造工藝時，了解應(yīng)用的具體要求尤其重要。您需要考慮零件將承受的壓力、應(yīng)變、溫度閾值以及與濕氣或化學(xué)品的接觸。碳纖維複合材料通常能滿足或超過高性能部件的要求，使其成為傳統(tǒng)金屬部件的可行替代品。
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焊接夾具
焊接通常需要定制夾具，在焊接過程之前將零件固定在一起。這些夾具可以輕鬆地通過 CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)並進(jìn)行3D列印，以最大限度地減少勞動時間，同時確保緊密的公差配合。尼龍 6/66 碳纖維因其高熱變形溫度和剛性而成為該應(yīng)用的理想選擇。 |
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彎曲模具
彎曲模具與液壓機(jī)配合使用，對金屬零件進(jìn)行成型。根據(jù)作業(yè)或設(shè)施的不同，這些部件可能會受益於3D列印，以便快速定制從一項(xiàng)作業(yè)到下一項(xiàng)作業(yè) 。碳纖維複合材料是一種很好的材料選擇，因?yàn)槠鋭傂允沽慵軌蛟诒仍S多其他聚合物更大的壓力下保持其形狀。
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臂端工具
在製造自動化方面，機(jī)械臂作為一種以無與倫比的精度簡化日常任務(wù)的工具正變得無處不在 。末端執(zhí)行器工具可以有各種形狀和尺寸，因此3D列印
這些工具的能力使可能的應(yīng)用機(jī)乎無窮無盡！機(jī)械臂的有效受載有限，因此通過碳纖維複合材料3D列印來減輕工具的重量可以有很大幫助。這使得機(jī)器人手臂能夠增加有效負(fù)載、速度和可操作性！
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對準(zhǔn)工具
對準(zhǔn)工具或量規(guī)用於在製造或裝配過程中進(jìn)行快速測量。碳纖維複合材料的剛性使其成為一種完美的材料，因?yàn)樗梢源_保零件在測量過程中不會
彎曲或壓縮，從而導(dǎo)致公差不正確和裝配不一致。 |
碳纖維強(qiáng)度高、重量輕，與基礎(chǔ)樹脂或聚合物相結(jié)合後，所製成的複合材料更易於管理，提高其多功能性，具其獨(dú)特優(yōu)勢！
你也來試試使用碳纖維進(jìn)行3D列印吧！
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參考資料