連續碳纖維 3D 打印都應用於太空？

• A A A

你可能經常聽到“碳纖維 3D 打印”這個詞。但有沒有聽過連續碳纖維 3D 打印呢？

本文章內容目錄：

• 連續碳纖維 3D 打印
• 連續碳纖維 3D 打印太空應用

連續碳纖維3D 打印

最常見的“碳纖維”3D 打印形式是將短切碳纖維與聚合物混合在一起。根據定義，切碎的部分必須小於噴嘴直徑，否則會發生堵塞。這種複合材料比普通的聚合物印花要堅固得多，但與連續碳纖維相比就不算什麼了。

碳纖維是已知存在的最堅固的材料之一分子鍵是從碳原子到碳原子的長系列。但是你怎麼能 3D 打印長纖維呢？這是由製造商設計的流程。基本上，他們的設備包括第二個工具頭，該工具頭可以擠出並切割長長的碳纖維，然後將其放入打印件的聚合物部分。訣竅是以最大限度地利用其強度的方式來定向碳纖維。通過這樣做，可以 3D 打印非常堅固的物體，也很輕的物體。

連續碳纖維3D 打印太空應用

Image source：Anisoprint

在盧森堡大學的一次演示中對這項技術進行了測試，一個學生團隊在那裡探索了擬議的月球車設計。連續纖維增強複合材料的優勢、靈活的材料選擇、高耐用性和重量輕，為許多重視質量的工業用途提供更大機會。航空航天就是這樣的行業之一，因為由於燃料消耗和許多其他因素，額外的質量會產生大量支出。對於漫遊車，主要挑戰是製造質量低於 4 公斤的機器人，而 3D 打印複合材料是一個理想的選擇。月球車設計的兩個部分進行了改造，使它們能夠利用連續碳纖維技術、車輪支架和控制臂。

太空應用非常重視重量優勢，在某些情況下，使用連續碳纖維可以替代同等但重金屬的部件。通過允許將節省的重量用於其他目的，這種類型的重量減輕可以降低項目成本或提高能力。

但重量只是一個因素。太空應用還必須經歷極其極端的環境，包括巨大的工作溫度範圍、多種類型的輻射和機械應力。