碳纤维的兴起尽管碳纤维3D打印已经问世十多年，但它**近几年才快速兴起。目前,市面上现有的许多3D打印机制造商都在争先恐后地宣传“碳纤维3D打印”概念，但事实上，各种碳纤维之间也存在差别。本次将为您介绍3D打印领域中碳纤维的基础知识，文中将定义不同的类型，研究面临的挑战、优点、实现注意事项等。在碳纤维打印领域，我们将深入研究Markforged的碳纤维增强 (Carbon Fiber Reinforcement, CFR) 的优点。碳纤维由沿着细长晶体结构方向排列的碳原子组成，直径为5-10 微米。这些纤维既可以单独使用，也可以将数千根碳纤维单丝捆束起来组成纤维束加以使用。在现代制造业中，碳纤...

1982年起，日本东丽、东邦、日本碳公司、美国Hercules、Celanese公司、英国Courtaulds公司等，先后生产出**、超**、高模量、超高模量、**中模以及**高模等类型高性能产品，碳纤维拉伸强度从3.5GPa提高到5.5GPa，小规模产品达7.0GPa。模量从230GPa提高到600GPa，这是碳纤维工艺技术的重大突破，使应用开发进入一个新的高水平阶段。1981年起沥青科学取得重大进展，开发出几种调制中间相沥青的新工艺，如日本九州工业试验所的预中间相法，美国EXXON公司的新中间相法，日本群马大学开发的潜在中间相法，促进了高性能沥青基碳纤维的开发。随后日本三菱化成化学公司、大...

碳纤维增强复合材料的优异的力学性能和热物理性能，使它广泛的应用于核反应堆，固体火箭喷管，热交换器和制动盘 [2]。而C-C材料的热烧蚀性能广泛应用于烧蚀型防热材料。如：用于火箭的喷管喉衬和远程导弹头锥；其次，在电子电器工业可作电极板，医疗中可作人工心脏瓣膜阀体。它以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以碳或石墨化的树脂作为基体。复合以后的这种材料在高温下的强度好，高温形态稳定，升华温度高，烧蚀凹陷性，平行于增强方向具有**度和高刚性，能抗裂纹传播，可减震，抗辐射。碳复合材料的成型加工技术包括碳纤维的坯体制造、碳基体的制造和基体与纤维的复合。首先，将碳纤维或碳纤维织物制成坯体，根据原料形式不同分为：长纤...

20世纪90年代初，高性能及超高性能炭纤维已问世，预料今后工作将致力于完善工艺、扩大生产、降低成本和开发应用。一些特种碳纤维，如抗氧化碳纤维（以提高复合材料的使用温度）、低纤度碳纤维（做0.035mm超薄型预浸带用）、高导热低电阻碳纤维（以满足屏蔽电磁、射频干扰用，并可散发多余的热能）、低热膨胀系数碳纤维（供卫星天线系统、反射镜等用），中空碳纤维（用于飞机制造工业，提高复合材料的冲击韧性，核反应堆中的高温过滤介质，分离生物分子血清和血浆用的介质）和活性碳纤维，随着科学及工程的发展会有很大发展。气相生长碳纤维近期内在稳定工艺，连续化生产方面会有明显进展，工业化生产的日期预料不会太远公司的宗旨是以...

渗透，实现对纤维及其织物的浸渍，并在室温下进行固化，形成纤维增强材料的工艺方法。对于大尺寸、大厚度的复合材料制件，VARI是一种十分有效的成型方法；采用以往的复合材料成型工艺，较大的模具选材困难，而且成本昂贵，制造十分困难，尤其是对大厚度的汽车结构件。VARI 成型工艺和传统工艺相比，不需要热压罐，即可在室温下固化，经裁边和表面喷涂等后处理可在较高的温度下使用；也比手糊方法制造的制件空隙率低、性能好、纤维含量高。现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法，所用3种原料纤维的组成。溧水区耐热碳纤维填料这类材料的密度比铝轻，强度与钢接近。弹性模量比铝合金大，疲劳强度高，冲击韧性高，同时耐水和湿气，...

随着复合材料的不断开发，除了玻璃纤维增强塑料之外，又出现了碳纤维增强塑料、硼纤维增强塑料等。碳纤维是用粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料，在300~1000℃下碳化而成的。碳纤维的直径极细，有7微米左右，但它的强度却异常的高。碳纤维增强塑料在飞机、火箭、导弹、宇宙航行方面的应用已越来越***。它首先被用于飞机制造上，可减轻飞机的自重，提高飞行效率。用碳纤维增强塑料代替铝合金或钛合金，可使飞机的总重量减轻15%，如果使用等量的燃料，飞机能增加飞行距离10%，上升率增加10%，起飞时跑道可缩短15%。公司主要人员、技术源于业内知高校学府,与浙江大学进行合作。雨花台区耐高温碳纤维填料采用这3种原纤...

植物纤维填料用麻类或棉类浸渍油、蜡或其它防渗材料制成，用于100℃以下的低压阀门上。适用于水、氨、醋酸、苛性钠等介质。(2)石棉纤维填料石棉纤维有较好的耐热性，能耐弱酸、强碱，强度较高，吸附性能好等优点。如加一些耐酸、碱材料，浸渍摩擦系数小的材料，加入导热性好的金属材料，可改善石棉填料的性能，使其耐腐蚀性、耐磨性、耐热性、强度等都有不同程度的提高。石棉填料有夹金属丝的和不夹金属的两种。目前常用的石棉填料按JB1712-91选用。其中有油浸石棉盘根(JC68-82)它系用石棉线(或金属石棉线)浸渍润滑油和石墨编织或扭制成的密封材料，油浸石棉盘根分方型、圆型和圆型扭制三种；还有橡胶石棉盘根(JC6...

碳纤维-环氧树脂复合材料的强度和弹性模量都超过铝合金，甚至接近于**度钢，弥补了玻璃钢弹性模量低的缺点。又兼其比重比玻璃钢还要小，因此它成为比强度与比模量比较高的复合材料之一。由于碳纤维弹性模量高，故其复合材料零件允许在极限应力状态下服役， 克服了玻璃纤维树脂复合材料只允许在低于极限应力60%的条件下使用的缺点。碳纤维增强塑料在高温老化试验中的强度损失，也比玻璃钢小。此外在抗冲击性能、抗疲劳性能、减摩耐磨性能、自润滑性、耐腐蚀性以及耐热性等，都有***优点。填塞的螺旋缠绕聚丙烯纤维束或者亲水聚氨酯生物海绵。奉贤区碳纤维填料在民用汽车领域，奔驰尝试应用碳纤维材料作为溃缩区域，首先在SLR McL...

20世纪90年代初，高性能及超高性能炭纤维已问世，预料今后工作将致力于完善工艺、扩大生产、降低成本和开发应用。一些特种碳纤维，如抗氧化碳纤维（以提高复合材料的使用温度）、低纤度碳纤维（做0.035mm超薄型预浸带用）、高导热低电阻碳纤维（以满足屏蔽电磁、射频干扰用，并可散发多余的热能）、低热膨胀系数碳纤维（供卫星天线系统、反射镜等用），中空碳纤维（用于飞机制造工业，提高复合材料的冲击韧性，核反应堆中的高温过滤介质，分离生物分子血清和血浆用的介质）和活性碳纤维，随着科学及工程的发展会有很大发展。气相生长碳纤维近期内在稳定工艺，连续化生产方面会有明显进展，工业化生产的日期预料不会太远各有不同的使用...

这类材料的密度比铝轻，强度与钢接近。弹性模量比铝合金大，疲劳强度高，冲击韧性高，同时耐水和湿气，化学稳定性高，导热性好，受X射线辐射时其强度和模量不变化等。它还具有优良的耐磨减摩性及自润滑性、耐腐蚀、耐热等优点。因此它的比强度和比模量在现有复合材料中名列前茅。碳纤维-环氧复合材料的强度和弹性模量都超过铝合金而接近于**度钢，完全弥补了玻璃钢弹性模量小的缺点。此外，玻璃纤维树脂复合材料由于弹性模量低，应变量也相应较大，当应变到1%-2%时，树脂要发生碎裂。一些重要的高性能商品名称及性能，可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。海安耐高温碳纤维填料做承磨零件：利用它具有自润滑性的特点，可以做特殊用途的...

现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法，所用3种原料纤维的组成、碳含量等见表。制造碳纤维用的原纤维名 称化学组分碳含量/%碳纤维收率/%黏胶纤维(C6H10O5)n4521～35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840～55沥青纤维C，H9580～90采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括：稳定化处理（在200～400℃空气，或用耐燃试剂等化学处理），碳化（400～1400℃，氮气）和石墨化（1800℃以上，氩气气氛下）。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。有着先进的设备和专业的技术团队。山东什么是碳纤维填料20世纪70年代末期，国际理论与应用化学联合会（I...

碳纤维是用人造纤维为原料，在隔绝空气的条件下经高温碳化而成的。用作碳纤维的原料要求在加热升温时不熔化、不剧烈分解。工业上常用的原料是腈纶、沥青和人造粘胶纤维。它们在200-300℃的空气中并施加一定的张力进行预氧化处理，然后在氮气的保护下，在1000-500℃的高温下进行碳化处理，即可制成含碳量为85%-95%的碳纤维。如果将碳纤维在2500-3000℃的高温下，在氮气中进行石墨化处理，则碳纤维中的石墨晶体沿着纤维方向的排列会更加整齐，从而提高了弹性模量。经过石墨化处理的碳纤维又称石墨纤维或高模量碳纤维。与玻璃纤维相比，碳以石墨方式出现，是六方晶体结构中空碳纤维（用于飞机制造工业，提高复合材料...

短纤维填充线材短纤维填料(例如玻璃纤维和碳纤维)在注塑成型行业中已有几十年的使用历史，用于改善热塑性材料的性能。为了制造这些填充线材，制造商将聚合物原料与填充材料混合，制成粒料。这些粒料送入挤出线中，进一步混合、连接并拉伸成线材。然后，将线材绕到线轴上并投入使用。在3D打印行业中，此工艺最常见的应用是使用短碳纤维填充线材，以尼龙或ABS塑料作为基材。务必需要注意的是，并非所有填料都是用于增强机械性能的纤维，实际上，有一些填料是用于改善流动性、外形美观甚至是降低成本企业文化是尊重专业诚信。江西碳纤维填料水泥制品一般是指混凝土、水泥砂浆和石棉水泥。石棉及其制品因对环境造成严重污染，已被逐步淘汰出建...

植物纤维填料用麻类或棉类浸渍油、蜡或其它防渗材料制成，用于100℃以下的低压阀门上。适用于水、氨、醋酸、苛性钠等介质。(2)石棉纤维填料石棉纤维有较好的耐热性，能耐弱酸、强碱，强度较高，吸附性能好等优点。如加一些耐酸、碱材料，浸渍摩擦系数小的材料，加入导热性好的金属材料，可改善石棉填料的性能，使其耐腐蚀性、耐磨性、耐热性、强度等都有不同程度的提高。石棉填料有夹金属丝的和不夹金属的两种。目前常用的石棉填料按JB1712-91选用。其中有油浸石棉盘根(JC68-82)它系用石棉线(或金属石棉线)浸渍润滑油和石墨编织或扭制成的密封材料，油浸石棉盘根分方型、圆型和圆型扭制三种；还有橡胶石棉盘根(JC6...

RTM技术在国际上有较快的发展，不断派生出新的成型方法。其中真空辅助树脂传递模塑（VARTM）和西曼复合材料公司树脂浸渍模塑法（SCRIMP）是目前用得较多的较典型的派生技术。该两项成型技术利用真空辅助加压浸渍，使纤维增强材浸渍速度快、面积广、更均匀，产品质量更趋稳定并提高。真空辅助成型工艺（VARI Vacuum Assisted Resin Infusion）是一种新型的低成本的复合材料大型制件的成型技术，它是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，利用树脂的流动、渗透，实现对纤维及其织物的浸渍，并在室温下进行固化，形成纤维增强材料的工艺方法。对于大尺寸、大厚度的复合材料制件，VARI是一种十...

20世纪70年代末期，国际理论与应用化学联合会（IUPAC）曾对炭纤维的分类和命名作了规定。首先用PAN（聚丙烯腈），MP（中间相沥青）及VS（黏胶）表示碳纤维的类别，再以小写英文字母表示热处理温度如lht（表示热处理温度，低于1400℃），hht（热处理温度在2000℃以上），然后再加上表示性能的符号（如HT表示**、HM高模、SHT超**、HTHS**高应变、IM中模及UHM超高模等）。同时指出，聚丙烯腈基，黏胶基及普通型沥青基碳纤维均属难石墨化的聚合物炭，而中间相沥青基炭纤维及气相生长的碳纤维是易石墨化碳。公司主要人员、技术源于业内知高校学府,与浙江大学进行合作。浦口区耐热碳纤维填料目前...

一种碳纤维填料，其特征在于：包括骨架和支架，所述骨架为矩形框架，所述矩形框架的四个角上设有矩形通孔，所述矩形框架的两组对边分别缠绕碳纤维丝束，所述碳纤维丝束对折，形成有圈一端和自由状一端，所述自由状一端穿过有圈一端缠绕在矩形框架的对边上，相邻两束碳纤维丝束的自由状一端分别位于矩形框架两侧；所述通孔穿过支架，固定在支架上。骨架筋由主筋以及主筋上延伸出的若干条支筋构成,所述中心管侧壁均布有通孔,填料丝束从中心管上下端口穿入,从中心管侧壁的通孔穿出缠绕于骨架筋上.通过对球形填料的改进,设置碳纤维束,**提高了过滤效果,延长了使用寿命.另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。碳纤维填料采用这3种原纤维制造...

1982年起，日本东丽、东邦、日本碳公司、美国Hercules、Celanese公司、英国Courtaulds公司等，先后生产出**、超**、高模量、超高模量、**中模以及**高模等类型高性能产品，碳纤维拉伸强度从3.5GPa提高到5.5GPa，小规模产品达7.0GPa。模量从230GPa提高到600GPa，这是碳纤维工艺技术的重大突破，使应用开发进入一个新的高水平阶段。1981年起沥青科学取得重大进展，开发出几种调制中间相沥青的新工艺，如日本九州工业试验所的预中间相法，美国EXXON公司的新中间相法，日本群马大学开发的潜在中间相法，促进了高性能沥青基碳纤维的开发。随后日本三菱化成化学公司、大...

做承磨零件：利用它具有自润滑性的特点，可以做特殊用途的轴承、齿轮和活塞环。如航空仪表和磁带录音机用的无油润滑轴承，电气传动内燃机车用的无油润滑齿轮(可避免渗漏油引起的事故)，压缩机上的无油润滑活塞环等。此外，还可利用它无毒性的特点，用于食品和医药工业做滑动轴承或密封件。(3)做航天、航空、导弹的结构材料。碳纤维增强塑料从七十年代问世以来，发展很快，应用日益***。我国在1980年已试制成功并投入生产，用于化工、石油、 电力、机械等行业， 作为旋转或往复式动密封或各种静密封材料碳纤维填料内含1,200,000根碳纤维细丝。松江区碳纤维填料植物纤维填料用麻类或棉类浸渍油、蜡或其它防渗材料制成，用于...

采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括：稳定化处理（在200～400℃空气，或用耐燃试剂等化学处理），碳化（400～1400℃，氮气）和石墨化（1800℃以上，氩气气氛下）。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下，于1000℃高温下反应，可制得不连续的短切碳纤维，最大长度可达50cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维，易石墨化，力学性能良好，导电性高，易形成层间化合物。（见气相生长炭纤维）分类及命名现在碳纤维的主要产品有聚丙烯腈基，沥青基及黏胶基3大类，每一类产品又因原纤维种类、工艺及...

因此，设计玻璃钢零件时，其允许承载应力不超过极限应力的60%。而碳纤维则因弹性模量大，设计时可以允许在极限应力条件下使用。另外，在高温老化试验中，碳纤维树脂复合材料的强度损失也比玻璃钢小。因此，碳纤维树脂复合材料可以制作宇宙飞行器的外层材料，人造卫星和火箭的机架、壳体、天线构架。在机械工业中，碳纤维树脂复合材料用作承载零件(如连杆)和耐磨零件(如活塞、密封圈)以及像齿轮、轴承等承载耐磨零件。它还用作有抗腐蚀要求的化工机械零件，如容器、管道、泵等。但这类材料不足之处是，碳纤维与树脂的黏结力不够大，各向异性程度较高，耐高温性能差等其常见的水处理填料有软性填料、弹性填料、组合填料、悬浮填料等。江苏现...

在第三次国际碳纤维会议上（1985年，伦敦），曾建议按力学性能将碳纤维分成下列5级。超高模量级（UHM）：模量在395GPa以上；高模量级（HM）：模量在310～395GPa间；中模量级（IM）：模量在255～310GPa间；超**度级（UHT）：强度在3.5GPa以上，模量在255GPa以下；**度级（HT）：强度达3.5GPa。这两种分级法都有不足之处。现在高性能碳纤维产品分类由制造商自行标明：原纤维种类、单丝孔数、直径、排列方式（如平行、缠结、加捻等），有无表面处理（及其种类），有无上浆（及浆剂种类）等。一些重要的高性能商品名称及性能，可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。属于模块化框架，...

)做密封填料：用碳纤维增强聚四氟乙烯材料，可制成耐腐蚀、耐磨损、耐高温的密封环或盘根；用于静密封时寿命则更长，比一般油浸石棉盘根长10多倍。它在负荷发生变化和急冷、急热情况下，都能保持密封性能，并且由于材料不含有腐蚀性物质，因此对金属不会发生点蚀。(2)做承磨零件：利用它具有自润滑性的特点，可以做特殊用途的轴承、齿轮和活塞环。如航空仪表和磁带录音机用的无油润滑轴承，电气传动内燃机车用的无油润滑齿轮(可避免渗漏油引起的事故)，压缩机上的无油润滑活塞环等。此外，还可利用它无毒性的特点，用于食品和医药工业做滑动轴承或密封件。碳纤维填料由于碳纤维丝的表面呈凹凸状，比表面积百倍于其他填料。耐热碳纤维填料...

20世纪70年代末期，国际理论与应用化学联合会（IUPAC）曾对炭纤维的分类和命名作了规定。首先用PAN（聚丙烯腈），MP（中间相沥青）及VS（黏胶）表示碳纤维的类别，再以小写英文字母表示热处理温度如lht（表示热处理温度，低于1400℃），hht（热处理温度在2000℃以上），然后再加上表示性能的符号（如HT表示**、HM高模、SHT超**、HTHS**高应变、IM中模及UHM超高模等）。同时指出，聚丙烯腈基，黏胶基及普通型沥青基碳纤维均属难石墨化的聚合物炭，而中间相沥青基炭纤维及气相生长的碳纤维是易石墨化碳。属于模块化框架，有极大的安装便利性。宝山区现代碳纤维填料1969年日本碳公司开发高...

在民用汽车领域，奔驰尝试应用碳纤维材料作为溃缩区域，首先在SLR McLaren上得到了应用。呈尖塔状的碳纤维溃缩柱由无数根粗壮的碳纤维经过编织而成，虽然结构依旧无比坚硬，但是在设计上让它能够在正面碰撞时破碎成无数细小的碎片，来吸收大量的能量，并且碎片不会对人造成伤害，这一点非常类似于汽车钢化玻璃的破碎原理。奔驰SLR McLaren的碳纤维车体**前端的部分就是碳纤维溃缩柱奔驰SLR McLaren的碳纤维车体宝马已经开始尝试全碳车体宝马已经开始尝试全碳车体在小型车上的应用，只是相对于金属材料的可回收、可修复性来说，碳纤维的溃缩柱是一次性产品，高昂的价格让它只能应用在超级跑车领域。由此可产生...

用连续碳纤维增强的零件其强度会提高，可与采用传统复合材料铺陈的方式制造的零件相媲美。在填充线材中，短纤维之间不连续的特性会导致压力通过基体材料传递，从而机械强度的相应提升并不明显。在CFR零件中，拉伸和弯曲负荷会施加到长纤维束上，对基体聚合物的负荷将降到比较低，从而带来大量机械性能的提升。零件可以采用多种不同的方式进行增强，以针对不同的负荷条件进行优化。连续纤维增强技术不仅包括碳纤维，还包括连续玻璃纤维、Kevlar 和**度高温 Fiberglass 等材料。有时间去贵司进行参观学习交流。宝山区耐高温碳纤维填料碳纤维增强塑料的基体，可用热塑性树脂，也可用热固性树脂。为了有效地利用CFRP的比...

1982年起，日本东丽、东邦、日本碳公司、美国Hercules、Celanese公司、英国Courtaulds公司等，先后生产出**、超**、高模量、超高模量、**中模以及**高模等类型高性能产品，碳纤维拉伸强度从3.5GPa提高到5.5GPa，小规模产品达7.0GPa。模量从230GPa提高到600GPa，这是碳纤维工艺技术的重大突破，使应用开发进入一个新的高水平阶段。1981年起沥青科学取得重大进展，开发出几种调制中间相沥青的新工艺，如日本九州工业试验所的预中间相法，美国EXXON公司的新中间相法，日本群马大学开发的潜在中间相法，促进了高性能沥青基碳纤维的开发。随后日本三菱化成化学公司、大...

用连续碳纤维增强的零件其强度会提高，可与采用传统复合材料铺陈的方式制造的零件相媲美。在填充线材中，短纤维之间不连续的特性会导致压力通过基体材料传递，从而机械强度的相应提升并不明显。在CFR零件中，拉伸和弯曲负荷会施加到长纤维束上，对基体聚合物的负荷将降到比较低，从而带来大量机械性能的提升。零件可以采用多种不同的方式进行增强，以针对不同的负荷条件进行优化。连续纤维增强技术不仅包括碳纤维，还包括连续玻璃纤维、Kevlar 和**度高温 Fiberglass 等材料。在实际工作中，氧气难以进入其内部。南通耐高温碳纤维填料主要优点强度/刚度的轻微增长这直接使零件强度更大、刚性更强。提升热稳定性碳纤维的...

若依加工处理温度分类时，则可分为耐炎质；碳素质与石墨质等三种。耐炎质碳纤之处理加热温度为200～350℃，可供作电气绝缘体；碳素质碳纤之处理加热温度为500～1500℃，可供电气传导性材料用；石墨质碳纤之处理加热温度在2000℃以上，除耐热性与电气传导性提高外，亦具自我润滑性。若按碳纤维制品之形状分类时，可分为棉状短纤维；长丝状连续纤维；纤维束（Tow）；织物；毡毯与编制长形物等。嫘萦系碳纤维嫘萦纤维素纤维加热处理时不会熔融，若在无氧状态下的不活性气体（Inert Gas）中加热处理，则极易取得碳纤维。3.2 聚丙烯腈系碳纤维聚丙烯腈（PAN）系碳纤维之制造工程大致可分为聚丙烯腈纤维之制...

爱恨交加的碳纤维说到爱恨交加，这是因为在F1方程式赛车领域，全车碳纤维已不是新鲜的技术。分秒必争的激烈竞争以及日益严苛的比赛规则强迫各大车队去重视碳纤维技术的应用，可能除了动力系统之外，其他的组件能用碳纤维实现的都已经实现。赛车史上**令人扼腕惋惜的塞纳也正是由于在事故时，坚硬的碳纤维组件(一说是车轴)刺破了塞纳的头盔导致他当场离世。2007年库比卡的惊魂一撞。时过境迁，经过精密计算和加工的单体壳车体，能够满足F1方程式赛车在极端碰撞下不变形的技术要求，喜欢看F1的车迷朋友肯定会记得2007年加拿大站库比卡的赛车以超过300km/h的速度撞到防护墙，赛车被弹到空中掉落翻滚在赛道的另一头从，赛车...