3D打印:碳纤维增强混凝土
3D打印仍处于发展阶段，它使用分层来制造建筑、汽车、航空航天等领域的许多产品。在IDTechEx3D打印复合材料2021-2031报告据预测，未来9年，全球3D复合打印市场(包括塑料、碳或玻璃纤维增强材料)的价值将达到20亿美元。这是一个快速的增长DesktopMetal据估计，3D打印目前只占整个复合材料制造市场的一小部分——不到0.10%。复合材料是两种或两种以上材料的组合，形成一种新材料，其性能比其单个部分更理想。
一个2020ScienceDirect.com文章描述了使用高性能材料(墨水)进行3D打印的研究，包括由基质材料制成的复合材料，例如塑料，再加上铝粉、木基长丝、树脂、尼龙、聚酯或碳纤维。
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建筑行业几千年来一直在使用复合材料……混凝土。人工在混凝土中添加钢筋已经有很长一段时间了(玻璃纤维使用了50年，钢筋使用了100多年)。但研究人员现在正试图将混凝土加固更进一步，通过一种被称为连续纤维3D打印(CF3D)的工艺向混凝土中添加结构纤维。使用从碳、玻璃纤维到凯夫拉纤维等各种纤维，制成的混凝土产品更坚固，但更轻。
Markforged解释了这种纤维薄而脆，如果弯曲的话很容易折断，所以它们被编织成薄片，包裹成棒状，或者使用基质材料制成定制的形状。当许多纤维结合在一起形成更大的结构元件时，力会沿着所有纤维的长度分布。碳纤维坚硬而坚固，与3D打印中使用的铝类似，因此它可以使轻质部件支持重载。一个3 dnatives文章连续碳纤维在3D打印中的强度足以取代铝的一半重量。
碳纤维的性能包括:
- 高刚度,
- 抗拉强度高，
- 耐化学性高，
- 耐高温，
- 热膨胀低，且
- 低体重。
碳纤维的特性使其成为混凝土的理想增强材料。Zoltek.com描述了最坚固的碳纤维比钢强10倍，比铝强8倍，同时更轻。加州公司开云体育全站客户端新兴的对象开发了一种水泥聚合物，可以用纤维增强，从而3D打印出比标准混凝土更坚固的物体。
3D打印技术的进步正在降低自动化钢筋混凝土的成本。在2021年11月的学术论文中文章通过施普林格Link, 3D混凝土打印最常见的形式被描述为使用机械臂挤压混凝土混合物。当将切碎的碳纤维添加到混合物中以1%到3%的体积进行加固时，发现部件“可以毫无问题地打印”。
在制造业中，开发工作是使用高温热塑性聚合物(HPPs)作为基材(即PEEK或PEKK)．HPPs的优点包括耐用性和强大的机械和化学性能，碳纤维性能提供了更好的强度重量比。
用于加固3D打印混凝土的方法还不完善，但进一步的发展肯定会带来更有效的场景。新的复合材料每年都在研究、测试和推出，有望为建筑和制造业带来大量的组件改进。
下载现在是:“成功采用技术的基础构建模块”。
