탄소 섬유 강화를 위한 기술 경로
탄소 섬유 강화 3D 프린팅 재료에는 연속 섬유 복합 와이어(CF-CRF), 절단 섬유 필러 와이어 및 금속 기반 탄소 섬유 소결의 세 가지 주요 경로가 있습니다. 그 중 CF-CRF 기술은 탄소섬유 다발과 나일론 또는 PEEK 매트릭스를 동기식으로 압출해 연속적인 섬유 강화 구조를 형성하고 기계적 특성을 2~3배 향상시킬 수 있다. 절단된 섬유 경로는 특수 노즐이 있는 시중의 일반적인 FDM 프린터를 사용하여 실현할 수 있습니다. 비용은 더 낮지만 강화 범위는 30~50%입니다.
이방성의 특별한 발현
섬유 방향에서 탄소 섬유 강화 복합 재료의 강도와 모듈러스는 비섬유 방향의 강도와 모듈러스를 훨씬 능가하며 이는 전통적인 금속 재료의 등방성과 뚜렷한 대조를 이룹니다. 부품을 설계할 때 섬유 방향을 주 응력 방향과 일치시켜야 합니다. 이는 슬라이싱 소프트웨어에서 섬유 배열 각도를 설정하여 달성됩니다. 하중이 여러 방향에서 오는 경우 섬유 층을 교대로 사용하여 대략적인 등방성 기계적 거동을 얻을 수 있습니다.
장비 적응 및 비용 문제
연속 파이버 프린팅에는 전용 다중 채널 압출기와 고정밀 파이버 가이드 메커니즘이 필요합니다. 장비 비용은 일반 FDM 프린터에 비해 3~5배 정도 든다. 탄소 섬유 연마재는 노즐의 마모성이 매우 높습니다. 황동 노즐의 수명은 단 몇 시간에 불과합니다. 경화된 강철이나 루비 노즐을 사용하는 것이 좋습니다. 대량 생산 시 섬유 배열 일관성을 제어하려면 여전히 공정 검증 주기가 필요합니다.