什么是碳纤维3d打印机及其适用范围、优势详解

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　　3d打印虽然已经被大众所熟知,但针对3d打印机的分类人们却不甚了解,甚至很多人对3d打印还停留在塑料模型的阶段。但事实上,3d打印技术发展至今,已经有能够适应多种行业需求,运用不同的3d打印技术结合不同的3d打印型材,实现3d打印的广泛应用。其中碳纤维3d打印机就是继金属3d打印之后又一个被追捧的增材制造技术。stratasys J750要了解碳纤维3d打印机,就要先了解碳纤维这种材料。


　　碳纤维本身具有极强的拉伸性,不仅很薄而且很脆,因此并不适合单独运用于实际中,但当用粘结剂将纤维分组粘合时,碳纤维就形成了一种性能佳而重量轻的复合材料了,较为常见的碳纤维材料应用有航空航天和汽车等行业。这种高强度、高硬度和轻重量的特点,使其成为了较重金属部件的最佳替代品。


　　碳纤维材料又分为短切碳纤维和长丝碳纤维,例如3d打印知名品牌stratasys公司中的Fortus 380mc碳纤维3d打印机,就使用的是Stratasys FDM尼龙12碳纤维,尼龙12碳纤维(12CF)是是一种PA12(聚酰胺12)热塑性长丝,用碳纤维碎料增强,重量占35%,属于短切碳纤维,因为在所有FDM热塑性塑料中,弯曲强度最大,因此具有最高的刚度重量比。而市场上普通的碳纤维填充技术是将碳纤维铺设在复合材料中,是一种替代性的碳纤维填充技术。这种长丝碳纤维的局限性在于不能在Z方向进行加固,只能在XY平面上铺设线束。因此在选择碳纤维3d打印机时需要提前了解清楚。


　　碳纤维3d打印机可以用于功能原型、工业工具等多个领域,在用于功能原型的3d打印时,碳纤维3d打印机可以打印功能性支架,优化几何形状,减轻重量和成本;在用于工业工具的3d打印时,碳纤维3d打印机可以打印钣金成型工具,其抗压强度超过900,还可以打印汽车板簧U型螺栓装配夹具更换金属工具、带金属嵌件的钻导、数控夹具、FDM检测夹具(如数控模具和无损检测仪)等,这样不仅简化了生产流程,还降低了传统的机械加工生产成本,提高了其加工生产速度,推动企业高效生产。


　　例如在一家领先的商业产品制造商的案例中,就利用碳纤维ABS-CF10材料打印手柄原型,突破了传统原型制作需要开发铸模的局限。利用碳纤维ABS-CF10材料打印10个不同手柄原型的材料成本仅为200美元,与12500美元的铸造模具成本相比,3D打印为其节省了98%的成本;同时在时间上,生产出首个3D打印手柄的时间为12小时,而机加工原型或开发铸造工具的时间为1-3周,相比之下可节省85-95%的时间。尽管用铸造模具的方式可生产多达5000个手柄,但手柄的配置只有一个。如果想要改变设计,就需要额外的模具工具。而使用3D打印,便能够以低非常多的成本实现多种设计。


　　3d打印机所针对的就是那些需要用于严苛应用环境的精确、可靠、高强度的零件,如果不想置办昂贵的高端打印机,或者不需要其他华而不实的附加性能,那么可以首选stratasys Fortus 380mc碳纤维打印机。Stratasys Fortus 380mc碳纤维打印机支持使用FDM尼龙12碳纤维材料和ASA材料,非常适合使用高强度和刚度的碳填充尼龙材料,打印可靠的功能性原型、生产零件和结实耐用的模具。但至于究竟选择哪种打印材料,就需要结合自身需求和材料特点进行更深入的考虑。