碳纤维尼龙增强材料为何前程似锦！

    前几天小编和家人去迪卡侬运动商店逛逛，小侄子看到几辆自行车十分轻盈，但又十分坚固。于是就问起了店员，原来这是碳纤维打造的自行车。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。

下面是几个汽车和航空的使用纯碳纤材料的案例：

兰博基尼第六元素（碳元素序列是六）大量使用碳纤复合材料使得重量仅仅960公斤，甚至比人气小车polo还小100公斤

在汽车上众多高级品牌都使用了碳纤减重、从而减少排放和提高性能。

波音777X飞机正在使用AFP碳纤维自动放置技术打印超薄复合碳纤材料。

（这种技术是使用碳纤维为原材料，打印设备很精细，但价格也非常昂贵，设备有着一个长达6.4米的机械臂，头部有16个类似于老式缝纫机上线轱辘的装置，整个手臂被架置在12米长的轨道上，可以围绕模型运动进行快速打印，大大节约零部件和原型产品生产时间，降低成本。）

那么，有办法降低碳纤价格呢？那就是和相对便宜的尼龙材料混合，形成性能不错，又能满足要求的复合材料。这样说的话，无疑碳纤维尼龙在复合材料中一定会占有一席之地。

尼龙本身是性能优异的工程塑料，但吸湿性大，制品尺寸稳定性差．强度与硬度也远远不如金属。为了克服这些缺点，早在70年代以前。人们就采用碳纤维或其它品种的纤维进行增强以改善其性能。用碳纤维增强尼龙材料近年来发展很快，因为尼龙和碳纤维都是工程塑料领域性能优异的材料，其复台材料综台体现了二者的优越性，如强度与刚性比未增强的尼龙高很多，高温蠕变小，热稳定性显著提高了，尺寸精度好，耐磨。阻尼性优良，与玻纤增强相比有更好的性能。因而碳纤维增强尼龙(CF／PA)复合材料近年来发展很快。而对于3D打印来说使用SLS技术是最适合实现碳纤增强尼龙的一种技术手段。其技术亮点也越来越受人们的注意。国内的有些厂商诸如盈普也有过这方面经验，而且在不久的未来，将会发布新型碳纤增强尼龙烧结材料，请大家敬请期待。

某企业的FDM技术打造的碳纤尼龙工件

使用SLS 激光烧结工艺制造的碳纤增强尼龙的汽车发动机部件（进气歧管）

图为：美国空军研究实验室（AFRL）材料与制造部门的小组和NASA格伦研究中心和路易斯维尔大学使用SLS烧结超过300度的碳纤维复合材料。

图为：线上3D打印服务商Sculpteo近日推出新的3D打印材料——碳纤维强化尼龙12（PA12），用于激光烧结SLS的3D打印方式。这种材料的打印成品非常坚硬、耐受性好、轻量化、有导电性，并且具备很高的强度和力学性能，尤其适用于制造交通工具上的空气动力学部件。

总结：目前碳纤或碳纤增强尼龙材料，可能由于目前产量、成本的制约，只用在少数高端制造上，但不久的未来中国工业的不断转型、附加值不断提高、材料的日渐普及，相信越来越多的国内企业会使用诸如SLS烧结技术的碳纤增强材料，其道路一定前程似锦！

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