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2023-08-31 【3D列印知識】使用碳纖維進行3D列印的優勢 !
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 列印技術的人來說，碳纖維是最強大的材料之一。但是，甚麼時候應該使用它，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 世紀末托馬斯-愛迪生 (Thomas Edison) 將其用作燈泡的燈絲。 20 世紀 50 年代，美國聯合碳化物公司認識到碳纖維的強度，進一步開發了碳纖維的加工技術。時至今日，碳纖維已普遍應用於賽車和飛機等高性能產品中。隨著 3D 列印技術的出現和複合材料技術的最新進展，碳纖維現在可以用於一系列新的應用領域。
使用碳纖維來3D列印的優勢
眾所周知，傳統碳纖維強度高、重量輕，其石墨黑色交叉編織圖案具有獨特的視覺吸引力。然而，傳統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揮作用的地方。
通過將切碎的碳纖維與基礎樹脂或聚合物相結合，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，包括 3D列印。此外，引入不同的基礎聚合物可以增加碳纖維複合材料的獨特性能，提高其多功能性！
複合材料製造技術
雖然複合材料已經通過開放材料的大規模生產技術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
當你開始尋找完美的 3D 列印應用之前，了解最有利使用它的時間是至關重要的。需要考慮節省時間、單位體積成本以及應用所需的特定材料屬性等因素。
節省設計迭代時間
3D列印最顯著的優勢之一是設置簡單、快捷。它允許從設計直接過渡到列印作業，大大減少了創建單個零件的工作量。當一個零件經過多次設計迭代時，這一優勢將會進一步放大。
批量基礎成本效益
對於大批量生產，注塑成型等傳統製造方法由於規模經濟，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濟的解決方案！
滿足各類材料要求
在選擇材料和製造工藝時，了解應用的具體要求尤其重要。您需要考慮零件將承受的壓力、應變、溫度閾值以及與濕氣或化學品的接觸。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進行設計並進行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用的理想選擇。 |
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彎曲模具
彎曲模具與液壓機配合使用，對金屬零件進行成型。根據作業或設施的不同，這些部件可能會受益於3D列印，以便快速定制從一項作業到下一項作業 。碳纖維複合材料是一種很好的材料選擇，因為其剛性使零件能夠在比許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，機械臂作為一種以無與倫比的精度簡化日常任務的工具正變得無處不在 。末端執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用機乎無窮無盡！機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。這使得機器人手臂能夠增加有效負載、速度和可操作性！
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對準工具
對準工具或量規用於在製造或裝配過程中進行快速測量。碳纖維複合材料的剛性使其成為一種完美的材料，因為它可以確保零件在測量過程中不會
彎曲或壓縮，從而導致公差不正確和裝配不一致。 |
碳纖維強度高、重量輕，與基礎樹脂或聚合物相結合後，所製成的複合材料更易於管理，提高其多功能性，具其獨特優勢！
你也來試試使用碳纖維進行3D列印吧！
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參考資料