3D打印碳纖維可能是繼金屬之后第二個(gè)受追捧的增材制造技術(shù)。 有賴于增材制造領(lǐng)域的新發(fā)展，人們終于實(shí)現(xiàn)能夠使用各種難以捉摸的材料進(jìn)行打印的現(xiàn)實(shí)。 然而，并非所有碳纖維3D打印機(jī)都是相同的——一些機(jī)器使用微觀短切纖維來(lái)增強(qiáng)傳統(tǒng)的熱塑性塑料，而另一些機(jī)器使用鋪設(shè)在熱塑性基體（通常填充有短切纖維）內(nèi)部的連續(xù)纖維來(lái)在零件內(nèi)部創(chuàng)建“骨架”。

碳纖維可以提供與金屬相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，但其重量卻非常輕，在需要考慮重量與強(qiáng)度比的行業(yè)，如航空航天、汽車(chē)、軌道交通等行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用前景。傳統(tǒng)工藝制造碳纖維過(guò)程十分復(fù)雜并需要大量人力勞動(dòng)，采用3D打印技術(shù)無(wú)疑會(huì)使碳纖維復(fù)合材料的制造更為便捷，同時(shí)大大減少人工投入。本期筆者匯總幾種碳纖維3D打印技術(shù)，分為短纖增強(qiáng)和長(zhǎng)纖增強(qiáng)兩種，同時(shí)適合其他纖維復(fù)合材料。

在編織碳纖維中，多層單向纖維交錯(cuò)交錯(cuò)以模擬各向同性，終以犧牲多余材料為代價(jià)提供全向強(qiáng)度。但是，使用CFC時(shí)，僅在必要時(shí)可以增加材料和強(qiáng)度。因此，Anisoprint強(qiáng)調(diào)碳纖維的各向異性是一種優(yōu)點(diǎn)，而不是一種弱點(diǎn)，這項(xiàng)目技術(shù)被命名為“ Anisoprint”。自Markforged和Anisoprint進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，第三個(gè)挑戰(zhàn)者以其自己的連續(xù)碳纖維印花形式出現(xiàn)了。在Formnext 2019召開(kāi)之前，Desktop metal推出了一項(xiàng)稱(chēng)為微自動(dòng)光纖替換（μAFP）的技術(shù)。 μAFP依靠?jī)蓚€(gè)打印頭：一個(gè)放置熱塑性長(zhǎng)絲，然后將一個(gè)換刀器交換到另一個(gè)，放下預(yù)浸料帶，類(lèi)似于部分中簡(jiǎn)要提到的自動(dòng)纖維放置技術(shù)。

增強(qiáng)材料的范圍從碳纖維和玻璃纖維到聚酯，聚乙烯醇，PLA甚至絲綢和棉花。由于粉末在沉積時(shí)不會(huì)熔化，因此基質(zhì)材料的種類(lèi)可能比其他3D打印過(guò)程寬得多。目前，該公司已演示了PEEK和Nylon 12的用法，但正在開(kāi)發(fā)一種用于CBAM的彈性體以及其他材料。

使用這種技術(shù)打印的物體可以比通過(guò)熔融沉積建模（FDM）制成的零件強(qiáng)10倍。 CBAM-2 3D打印機(jī)能夠使用12英寸x 12英寸的紙張進(jìn)行打印，但是該公司的創(chuàng)始人Robert Swartz設(shè)想能夠打印整個(gè)汽車(chē)引擎蓋一樣大的零件，并且速度可以達(dá)到每分鐘100米。