3D打印材料中碳纤维复合材料相较于普通非金属材料在工业领域应用具有显著优势，这使得碳纤维复合材料3D打印的研究引起国内外学者的广泛兴趣。如利用不同含量、不同纤维长度的碳纤维短纤与热塑性材料混合后进行3D打印，分别对3D打印成型的测试件进行拉伸和弯曲性能的测量，得到碳纤维增强的热塑性材料的机械性能有明显提升的结论。通过对碳纤维短纤增强复合材料成型过程机理的实验研究，增强材料3D打印的模型质量受多个相关参数的影响，如包含丝直径、碳纤维含量、挤出温度、喷头大小、膨胀率和基础速率等关键参数。也有学者将碳纤维长纤铺放入3D打印件的夹层里面来研究碳纤维长纤对于材料性能的影响，结果表明此种方法能够大大增强产品强度，且增加碳纤维材料与热塑性材料之间的粘合力和增多纤维丝束数量，能够进一步增强材料成型性能。
在碳纤维3D打印材料的应用方面，国内外也展开了一定的探索。美国Local Motors汽车公司在2014年国际制造技术展览会现场直接将设计比赛的冠军车型作品名为Strati的汽车3D打印出来了，该款汽车的黑色车身和底盘是用均融入了碳纤维增强型塑料打印，提高汽车整体抗冲击性能。Arevo Labs在2014年3月宣称制造出可用于3D打印的新型碳纤维增强型高性能材料；总部位于慕尼黑的German RepRap公司2015年宣布推出一新的3D打印线材Carbon20，其含有20%的碳纤维颗粒，十分适合3D打印需要可靠的刚性和硬度的工业零部件，并具有低断裂延长率、耐高温和高粘度的特性。
纵观国内外文献，已有学者认识到碳纤维复合材料与3D打印技术相结合的重要应用价值。但针对碳纤维复合材料3D打印技术的理论研究还较少，且多数停留在以简单实验方式进行的碳纤维短纤或颗粒的增强型热塑性3D打印材料的制备和性能测试上，还未见到针对3D打印用碳纤维复合材料成型机理与工艺方法的深入研究揭示其成型规律的相关文献。这些基础研究也正是实现高质量3D打印系统的关键。随着3D打印技术的发展，满足工业需求的碳纤维复合材料的3D打印将成为提升智能制造能力的重要技术。
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