3D打印技术自二十世纪八十年代问世以来,就凭借着其生产率高、研发周期短和易于加工复杂模型的特点,受到国内外学者的密切关注和深入研究,被广泛应用于航天航空、汽车工业、军事、医疗等重要领域。碳纤维材料具有轻质高强、耐高温和耐腐蚀性的特点,将碳纤维材料与3D打印相结合,既能发挥其材料特性和成型方式的优势,又能解决碳纤维材料成型工艺繁琐,难以制造复杂结构模型等问题,在提高热塑性材料成型件的成型性能同时,又降低了纯纤维材料3D打印的成本。
影响3D打印效果的加工参数主要包括打印温度、打印速度和打印路径。打印温度是指在打印时设定打印喷嘴的温度,温度会影响高分子材料在流体状态下的流变性能、粘弹性,调节打印温度可以控制打印过程塑化和其在熔融状态下的打印效果,可能会影响其固化及尺寸收缩情况原材料。从3D打印喷嘴中以一定速度挤出并粘附在3D打印平台上,快速冷却,组合成制品。3D打印速度太低或太高均使可成型表面形成缺陷,影响质量。3D打印路径是指3D打印喷嘴的路径。通过设置软件参数来设定3D打印的路径,即喷嘴挤出熔体的方向。由于熔体路径决定复合材料中纤维的路径,控制纤维取向,因此3D打印路径对复合材料力学强度有重要作用。采用了回形路径、0°路径、±45°路径、±90°路径。也可以通过设计铺层,不同铺层制件角度交替打印成型。