隨著3D打印技術(shù)專業(yè)應(yīng)用拓展，單一聚合物材料在強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性能上的局限愈發(fā)明顯。為了滿足實(shí)際工況需求，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成為目前 FDM 3D打印最具代表性的高性能材料之一。

一、為什么碳纖維增強(qiáng)材料這么“強(qiáng)”？

碳纖維（Carbon Fiber, CF）具有高比強(qiáng)度、高比模量、低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)。在熱塑性基體（如PA、PETG、PEEK等）中引入短切碳纖維，有以下優(yōu)點(diǎn)：

提升強(qiáng)度和剛性：碳纖維的彈性模量遠(yuǎn)高于常見(jiàn)聚合物，因此能顯著提升復(fù)合材料的彎曲模量；同時(shí)，在材料承受彎曲應(yīng)力時(shí)，彎曲強(qiáng)度更高的碳纖維會(huì)成為主要的承力單元，有效阻止裂紋擴(kuò)展，防止材料斷裂。

耐熱性能提升，減少翹曲：碳纖維具有較高的導(dǎo)熱率，并能抑制聚合物的熱膨脹，從而有效降低打印過(guò)程中的收縮和翹曲。加入碳纖后，復(fù)合材料的熱變形溫度會(huì)不同程度提高，其中對(duì)于結(jié)晶型材料（如 PET、PA），提升幅度尤為顯著。

二、eSUN易生碳纖系列材料選材指南

選擇3D打印材料時(shí)，我們通常需要考量?jī)蓚€(gè)核心維度，打印適配性與力學(xué)性能表現(xiàn)。打印適配性直接影響成型件的表面質(zhì)量、翹曲控制和打印成功率，力學(xué)性能則是判斷材料是否能進(jìn)入功能性應(yīng)用的關(guān)鍵。

1.從打印難度上看：

PLA-CF、PETG-CF、ABS-CF等材料都相對(duì)易于打印，尼龍?zhí)祭w材料上手難度相對(duì)更高。

2.從性能特點(diǎn)上看：

PET-CF是強(qiáng)度最高的材料，耐化學(xué)性能優(yōu)異，退火后的熱變形溫度處于較高水平，適合高溫高濕環(huán)境下的高強(qiáng)應(yīng)用！

PA-CF則擁有出色的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐熱性和耐化性，但尼龍材料具有吸濕性，因此，它更適合應(yīng)用于高溫高耐久環(huán)境，例如發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、燃油管道部件、連接件、齒輪軸承等。

PA12+CF 雖非力學(xué)性能最強(qiáng)的材料，卻以強(qiáng)度、韌性與穩(wěn)定性兼具，成為性能均衡的“全能型”代表。同時(shí)，其在抗沖擊、輕量化與低吸濕方面表現(xiàn)突出，因而在無(wú)人機(jī)、航空航天及運(yùn)動(dòng)裝備等領(lǐng)域備受青睞。

三、eSUN易生碳纖系列材料分類及簡(jiǎn)介

在不同基材中加入碳纖維，對(duì)材料性能的提升存在較大的差異。根據(jù)性能特點(diǎn)及使用場(chǎng)景的不同，我們將eSUN易生碳纖系列3D打印材料分為入門(mén)級(jí)和專業(yè)級(jí)兩個(gè)類別。

1.入門(mén)級(jí)：碳纖維增強(qiáng)3D打印材料

PLA和PETG是常見(jiàn)的消費(fèi)級(jí)3D打印材料，通過(guò)加入少量碳纖維材料，可以提升PLA、PETG的強(qiáng)度和剛性，使其更適合打印工具、產(chǎn)品功能原型以及一些對(duì)剛性有要求的結(jié)構(gòu)件或零部件等。不同于專業(yè)級(jí)碳纖維材料，PLA-CF、PETG-CF更加易于打印，且有更加豐富的配色，滿足用戶的差異化需求。

基于PETG的耐候性特點(diǎn)，PETG-CF擁有更加廣泛的適用性，可以應(yīng)用于戶外或潮濕環(huán)境等。

2.專業(yè)級(jí)：碳纖維增強(qiáng)3D打印材料

除了常見(jiàn)的 PLA 和 PETG，eSUN易生還推出了PET-CF、ABS-CF、PA-CF、PA12+CF等一系列碳纖增強(qiáng)3D打印材料。

ABS-CF

ABS是常見(jiàn)的工程塑料，加入碳纖維后，ABS-CF更堅(jiān)固、耐高溫、且不易變形。ABS-CF還具有輕量化的特點(diǎn)，同樣的模型，ABS-CF打印件的重量比PLA-CF低13%，比PET-CF低25%。

打印困難戶也不必?fù)?dān)心，碳纖材料大幅改善了材料的翹曲，尺寸精度顯著提升。

PET-CF

PET目前被廣泛應(yīng)用于塑料瓶、汽車零件等領(lǐng)域，具有較高的機(jī)械性能和較好的耐溫性和耐化學(xué)性。在加入碳纖維后可以顯著提升其力學(xué)性能，目前，PET-CF是eSUN易生碳纖復(fù)合材料體系中強(qiáng)度剛性最高的材料。此外，基于PET基材特性，PET-CF還具備低吸濕的特點(diǎn)。在打印性能上，雖然有一定的上手門(mén)檻，但打印精度較高。

總的來(lái)說(shuō)，PET-CF可適用于高溫高濕嚴(yán)苛環(huán)境，兼具耐熱、耐水汽與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，具體可應(yīng)用于高溫管道及連接件、耐高溫耐水蒸氣設(shè)備、耐高溫夾具、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等嚴(yán)苛環(huán)境場(chǎng)景。

*溫馨提示：為了達(dá)到更優(yōu)的耐熱效果，建議對(duì)打印模型進(jìn)行退火處理。

PA-CF & PA12+CF

PA-CF和PA12+CF都是以尼龍為基材開(kāi)發(fā)的碳纖增強(qiáng)材料，兼具高強(qiáng)度與耐高溫性能，具備出色的自潤(rùn)滑性和抗疲勞抗沖擊性。同時(shí)，因碳纖維的加入，它們都具備出色的尺寸穩(wěn)定性與抗翹曲性，能滿足機(jī)械、汽車等對(duì)結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度和耐久性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

在差異性方面，PA-CF以通用尼龍為基材，剛性和耐熱性更強(qiáng)；PA12+CF以尼龍12為基材，吸水率更低、尺寸穩(wěn)定性更好、耐候性更強(qiáng)。PA-CF 更適合對(duì)強(qiáng)度和耐熱要求高的機(jī)械部件；PA12+CF 則在輕量化與環(huán)境適應(yīng)性方面表現(xiàn)更優(yōu)。

四、eSUN易生碳纖系列材料打印注意事項(xiàng)

1.為了保證碳纖材料正常打印并且力學(xué)性能最佳，打印前均建議干燥處理；

2.碳纖材料易磨噴嘴，建議使用硬化剛噴嘴；

3.碳纖材料剛性大，易折斷，因此，建議料管不要過(guò)長(zhǎng)或彎折角度過(guò)大，不推薦使用AMS！

碳纖維增強(qiáng)3D打印材料不僅是功能原型的重要選擇，更逐漸進(jìn)入中小批量終端零件生產(chǎn)環(huán)節(jié)。其“高強(qiáng)度、高剛性、低熱膨脹”的特性，使其成為未來(lái)增材制造向工業(yè)化邁進(jìn)的重要材料體系。