玻璃纖維和碳纖維都是常用的增強材料。長期以來,玻璃纖維一直都被看做是“廉價”的材料。造船工業(yè)、廉價的結(jié)構(gòu)部件和排水產(chǎn)品成為玻璃纖維的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
而碳纖維則成為了速度和高性能的代名詞,在賽車、新型噴氣式客機和其他高端工程中經(jīng)常見到。
在3D打印應(yīng)用背景下,碳纖維和玻璃纖維都是可以增強工程材料零件的高質(zhì)量纖維。
01玻璃纖維
玻璃纖維由無機硅砂經(jīng)過加熱至高溫,然后拉成無定形的超細纖維束制備而成。這些長而細的玻璃纖維具有極高的拉伸強度。
與ABS相比,玻璃纖維連續(xù)增強纖維打印部件的抗拉強度是傳統(tǒng)ABS部件的20倍,而剛性則高10倍。對于需要考慮成本的工廠車間,玻璃纖維連續(xù)纖維通常是理想的選擇。
高強度高溫(HSHT)玻璃纖維適合用來替代關(guān)鍵任務(wù)加工的鋁制零件。HSHT玻璃纖維具有卓越的耐熱性和抗彎強度,僅次于碳纖維,可為需要耐熱性和抗沖擊性的許多工業(yè)應(yīng)用提供經(jīng)濟高效的連續(xù)增強解決方案。
盡管增強纖維通常在表面下,但是當結(jié)構(gòu)件磨損時,玻璃纖維或HSHT玻璃纖維可能會暴露出來;在循環(huán)載荷條件下,HSHT玻璃纖維增強材料不僅可以提供接近碳纖維增強材料的強度,而且不會造成災(zāi)難性破壞。
由于兩種玻璃纖維都是無定形的,因此它們通過提供改進的射線透過性,而應(yīng)用在RF /天線領(lǐng)域。

3D打印玻璃纖維結(jié)構(gòu)件
02碳纖維
在前期文章中,有關(guān)3D打印用碳纖維優(yōu)異特性已經(jīng)詳細描述:與6061鋁相比,3D打印碳纖維的抗彎強度重量比高50%,而拉伸強度高300%;3D打印碳纖維比ABS堅固8倍,比鋁的屈服強度高20%;3D打印碳纖維比ABS的剛性高25倍,比其余增強纖維的剛性高2倍。
由于碳纖維優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕特性等,碳纖維3D打印材料似乎傾向于走高端路線,如在太空3D打印材料中,美國波音Starliner太空出租車上使用了600多種3D打印碳纖維/PEKK零件,采用 3D 打印技術(shù)來制作的太空艙的零部件不僅可以節(jié)約成本,而且降低重量的比例高可達60%。

美國波音公司Starliner“太空出租車”

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