一種碳纖，多種基材，無限驚喜！ ｜新葡萄AMG(奔驰)品牌官网材料學院公開課

隨著3D列印技術專業應用拓展，單一聚合物材料在強度、尺寸穩定性、耐熱性上的侷限愈發明顯。為了滿足實際工況需求，碳纖維增強複合材料成為目前FDM 3D列印最具代表性的高性能材料之一。

碳纖維（Carbon Fiber, CF）具有高比強度、高比模量、低熱膨脹係數等特性。在熱塑性基（如PA、PETG、PEEK等）中引入短切碳纖維，有以下優點：

提升強度和剛性：碳纖維的彈性模量遠高於常見聚合物，因此能顯著提升複合材料的彎曲模量；同時，在材料承受彎曲應力時，彎曲強度較高的碳纖維會成為主要的承力單元，有效阻止裂紋擴展，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熱率，並能抑制聚合物的熱膨脹，從而有效降低列印過程中的收縮和翹曲。加入碳纖後，複合材料的熱變形溫度會不同程度提高，其中對於結晶型材料（如PET、PA），提升幅度特別顯著。

選擇3D列印材料時，我們通常需要考慮兩個核心維度，列印適配性與機械性能表現。列印適配性直接影響成型件的表面品質、翹曲控制和列印成功率，機械性質則是判斷材料是否能進入功能性應用的關鍵。

1.從列印難度來看：

PLA-CF、PETG-CF、ABS-CF等材料都相對容易列印，尼龍碳纖材料上手難度相對較高。

2.從性能特點來看：

PET-CF是強度最高的材料，耐化學性能優異，退火後的熱變形溫度處於較高水平，適合高溫高濕環境下的高強度應用！

PA-CF則具有優異的強度、抗衝擊性、耐熱性和耐化性，但尼龍材質具有吸濕性，因此，它更適合應用於高溫高耐久環境，例如引擎零件、燃油管路部件、連接件、齒輪軸承等。

PA12+CF 雖非機械性質最強的材料，卻以強度、韌性與穩定性兼具，成為性能均衡的「全能型」代表。同時，其在抗衝擊、輕量化與低吸濕方面表現突出，因而在無人機、航太及運動裝備等領域備受青睞。

在不同基材中加入碳纖維，對材料性能的提升有較大的差異。依性能特性及使用場景的不同，我們將eSUN新葡萄AMG(奔驰)品牌官网碳纖系列3D列印材料分為入門級和專業級兩個類別。

1.入門級：碳纖維增強3D列印材料

PLA和PETG是常見的消費級3D列印材料，透過加入少量碳纖維材料，可以提升PLA、PETG的強度與剛性，使其更適合列印工具、產品功能原型以及一些對剛性有要求的結構件或零件等。不同於專業級碳纖維材料，PLA-CF、PETG-CF更加易於列印，有更豐富的配色，滿足使用者的差異化需求。

基於PETG的耐候性特點，PETG-CF擁有更廣泛的適用性，可應用於戶外或潮濕環境等。

2.專業級：碳纖維增強3D列印材料

除了常見的PLA 和PETG，eSUN新葡萄AMG(奔驰)品牌官网也推出了PET-CF、ABS-CF、PA-CF、PA12+CF等一系列碳纖增強3D列印材料。

ABS-CF

ABS是常見的工程塑料，加入碳纖維後，ABS-CF更堅固、耐高溫、不易變形。 ABS-CF還具有輕量化的特點，同樣的模型，ABS-CF列印件的重量比PLA-CF低13%，比PET-CF低25%。

列印困難戶也不必擔心，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目前被廣泛應用於塑膠瓶、汽車零件等領域，具有較高的機械性能和較好的耐溫性和耐化學性。在加入碳纖維後可以顯著提升其機械性能，目前，PET-CF是eSUN新葡萄AMG(奔驰)品牌官网碳纖複合材料系統中強度剛性最高的材料。此外，基於PET基材特性，PET-CF也具備低吸濕的特點。在列印性能上，雖然有一定的上手門檻，但列印精度較高。

總的來說，PET-CF可適用於高溫高濕嚴苛環境，兼具耐熱、耐水汽與結構穩定性，具體可應用於高溫管路及連接件、耐高溫耐水蒸氣設備、耐高溫夾具、汽車引擎零件等嚴苛環境情境。

*溫馨提示：為了達到更優的耐熱效果，建議對列印模型進行退火處理。

PA-CF 和 PA12+CF

PA-CF和PA12+CF都是以尼龍為基材開發的碳纖增強材料，兼具高強度與耐高溫性能，具備優異的自潤滑性和抗疲勞抗衝擊性。同時，因碳纖維的加入，它們都具備出色的尺寸穩定性與抗翹曲性，能滿足機械、汽車等對結構件強度和耐久性要求較高的應用場景。

在差異性方面，PA-CF以通用尼龍為基材，剛性和耐熱性更強；PA12+CF以尼龍12為基材，吸水率更低、尺寸穩定性更好、耐候性更強。PA-CF 更適合強度和耐熱要求高的機械部件；PA12+CF 則在輕量化與環境適應性方面表現更優。

1.為了確保碳纖材料正常列印且機械性能最佳，列印前均建議乾燥處理；

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，建議料管不要過長或彎折角度過大，不建議使用AMS！

碳纖維增強3D列印材料不僅是功能原型的重要選擇，更逐漸進入中小批量終端零件生產環節。其「高強度、高剛性、低熱膨脹」的特性，使其成為未來積層製造向工業化邁進的重要材料系統。關於碳纖複合3D列印材料有任何需求或建議，歡迎您與eSUN新葡萄AMG(奔驰)品牌官网聯繫。

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