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。為了滿足實際工況需求，碳纖維增強復(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、為什么碳纖維增強材料這么“強”？

碳纖維（Carbon Fiber, CF）具有高比強度、高比模量、低熱膨脹系數(shù)等特點。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：

提升強度和剛性：碳纖維的彈性模量遠高于常見聚合物，因此能顯著提升復(fù)合材料的彎曲模量；同時，在材料承受彎曲應(yīng)力時，彎曲強度更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(dǎo)熱率，并能抑制聚合物的熱膨脹，從而有效降低打印過程中的收縮和翹曲。加入碳纖后，復(fù)合材料的熱變形溫度會不同程度提高，其中對于結(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，我們通常需要考量兩個核心維度，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等材料都相對易于打印，尼龍?zhí)祭w材料上手難度相對更高。

2.從性能特點上看：

PET-CF是強度最高的材料，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)境下的高強應(yīng)用！

PA-CF則擁有出色的強度、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)動機零部件、燃油管道部件、連接件、齒輪軸承等。

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

三、eSUN易生碳纖系列材料分類及簡介

在不同基材中加入碳纖維，對材料性能的提升存在較大的差異。根據(jù)性能特點及使用場景的不同，我們將eSUN易生碳纖系列3D打印材料分為入門級和專業(yè)級兩個類別。

1.入門級：碳纖維增強3D打印材料

PLA和PETG是常見的消費級3D打印材料，通過加入少量碳纖維材料，可以提升PLA、PETG的強度和剛性，使其更適合打印工具、產(chǎn)品功能原型以及一些對剛性有要求的結(jié)構(gòu)件或零部件等。不同于專業(yè)級碳纖維材料，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，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：碳纖維增強3D打印材料

除了常見的 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3D打印材料。

ABS-CF

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

打印困難戶也不必擔(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。在打印性能上，雖然有一定的上手門檻，但打印精度較高。

總的來說，PET-CF可適用于高溫高濕嚴苛環(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)動機零部件等嚴苛環(huán)境場景。

*溫馨提示：為了達到更優(yōu)的耐熱效果，建議對打印模型進行退火處理。

PA-CF & PA12+CF

PA-CF和PA12+CF都是以尼龍為基材開發(fā)的碳纖增強材料，兼具高強度與耐高溫性能，具備出色的自潤滑性和抗疲勞抗沖擊性。同時，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，能滿足機械、汽車等對結(jié)構(gòu)件強度和耐久性要求較高的應(yīng)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(wěn)定性更好、耐候性更強。PA-CF 更適合對強度和耐熱要求高的機械部件；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

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，建議料管不要過長或彎折角度過大，不推薦使用AMS！

碳纖維增強3D打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(chǎn)環(huán)節(jié)。其“高強度、高剛性、低熱膨脹”的特性，使其成為未來增材制造向工業(yè)化邁進的重要材料體系。