3D列印複合材料正興起！6件關於複合材料你該知道的事
前言
隨著3D列印技術的成熟，企業逐漸採用積層製造技術批量生產，取代傳統製造流程。以碳纖維3D列印為例，結合碳纖維優異性能與3D列印靈活性，帶來輕量化、高強度和自由設計等優勢，廣泛應用於航太、賽車、自行車及製造業等領域。關於3D列印複合材料應用，通業技研整理6件您需要知道的事。
Ｑ1 什麼是複合材料3D列印？碳纖維複合材料？
3D列印複合材料是混合兩種或多種成分以獲得特殊性能的材料，而纖維增強材料則是在基礎聚合物材料中添加纖維以增強其強度和耐用性。這些纖維可以是碳、玻璃或凱夫拉等材料製成，並可按特定方向排列以提供最大強度。這種製成的複合材料可用於製造比非增強材料更堅固、更耐用的零件。
Ｑ2 碳纖維複合材料3D列印興起原因
傳統製造方法如CNC機加工、焊接和組裝的製造工具，耗時且操作笨重，易造成工人疲勞和運動傷害。碳纖維複合材料在強度、剛性、耐熱性和耐用性方面超越了3D列印極限，為製造商提供了顯著的性能改進。因此，內部製造者可以快速製作碳纖維複合材料的工裝輔助工具，如夾具和治具，以滿足更高要求的3D列印複合材料應用。
▲ 笨重的汽車玻璃安裝金屬夾具（左）和更輕、更符合人體工程學、成本更低的3D列印複合材料替代品（右）。
Ｑ３ 常見的碳纖維3D技術有哪幾種？
Stratasys的碳纖維3D技術包含上述三種方法，主要市場上的一種是「直接列印碳纖維增強材料」，將短切碳纖維與尼龍基礎聚合物混合，製成3D列印碳纖維線材，然後在FDM技術的碳纖維3D列印機中使用。
Ｑ４ 常見的3D列印碳纖維複合線材有哪些？
Stratasys FDM 熱塑性3D列印技術目前提供三種複合3D列印碳纖維線材，包括ABS-CF10、尼龍 CF10尼龍 12CF。
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ABS-CF10 3D列印碳纖維線材－比標準 ABS 剛度提高 50% 以上，強度提高 15% 以上。
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尼龍 CF10尼龍碳纖維3D列印材料－基礎聚合物中填充 10% 重量的短切碳，所產生的複合材料比尼龍基礎材料強度高 67%，硬度高 190%。
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尼龍 12CF尼龍碳纖維3D列印材料－結合尼龍 12 和重量 30% 短切碳纖維
▲Stratasys三款碳纖維複合線材所適用的3D列印機 ［下載F123CR 碳纖維複合3D列印型錄］
Ｑ５ 碳纖維複合材料有什麼優勢？
是什麼讓碳纖維在 3D列印複合材料應用如此吸引人？這些材料表現出哪些特性？
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強度高：製造更堅固的零件
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輕盈：提供比金屬更輕的選擇
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耐用：可承受高溫和惡劣環境
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剛性強：保持形狀不偏轉
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耐化學性：抵抗化學腐蝕
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靈活設計：製造複雜形狀的零件
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成本效益：適用於小批量生產
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減少浪費：僅使用必要的材料
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提高效率：減少製造時間和勞動力
總結，碳纖維3D列印技術結合了碳纖維材料的優異性能和3D列印技術的靈活性，具輕量化、高強度、設計自由度等優勢，可以應用多個領域，為製造業帶來更多的創新和可能性。
Ｑ６ 碳纖維3D列印應用複合材料常在哪些領域？
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航空航天：碳纖維3D列印技術可以用於製造航空航天領域的輕量化組件，如機翼、機身結構件、發動機零部件等，以提高飛行器的性能和營運效率。
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汽車工業：碳纖維3D列印可以用於製造汽車的車身結構、內飾件、引擎部件等，以降低車輛的重量、提高燃油效率和性能。
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自行車零件、體育用品：碳纖維3D列印可以製造高性能的運動器材，如自行車框架、高爾夫球桿、網球拍等，提供運動員更好的性能和體驗。
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工業製造：在工業領域，碳纖維3D列印可以用於製造機械零部件、工具、模具等，提高生產效率和產品質量。
總結來說，碳纖維3D列印技術在製造領域有著廣泛的應用前景，可以應用於輕量化、個性化訂製、高性能產品的製造中。
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