2022年8款国内市场可以买到的桌面型碳纤维复合材料3D打印机

碳纤维复合材料因具有优异的质量强度比而备受关注，采用3D打印技术将纤维增强材料通过连续或短切的形式与传统高分子塑料复合，可显著提高零件的强度、耐热性及抗冲击性。在航空航天、汽车和制造行业，3D打印的碳纤维部件正在迅速取代模压碳纤维和金属部件高性能原型和最终用途零件。

当前，碳纤维3D打印技术主要分为短切碳纤维混掺尼龙粉末的激光烧结工艺，与热塑性塑料复合制成丝材挤出以及直接连续纤维复合热塑性塑料的挤出工艺。在设备级别上，又分为大尺寸的工业机与小尺寸的桌面机。本期，3D打印技术参考主要介绍2022年值得关注的桌面碳纤维3D打印机。

1. Markforged Mark2 和 X7

Markforged Mark2基于连续纤维增强3D打印技术，配备两个挤出喷嘴，一个挤出该公司的专有高性能材料Onyx（碳纤填充尼龙），另一个喷嘴则在基体材料中填充入连续的纤维束（碳纤维、凯夫拉纤维或玻璃纤维）加固Onyx。这种连续的纤维增强工艺可生产出具有高强度和多功能性的最终用途零件。其构建尺寸为320x132x154mm，并且能够实现100微米的层分辨率。

为了简化生产过程，Markforged开发了自己的软件，允许用户针对高强度3D打印进行优化。

Markforged Mark Two 和 X7

Markforged 连续纤维3D打印的零件

X7是该公司的另一款工业级3D打印平台，采用连续碳纤维和凯夫拉增强材料。与Mark2相比，X7更为先进，它配备了强化的双喷嘴系统和一个微米级的激光检测系统，可以扫描打印中的零件来保障尺寸精度，具有330x270x200mm的构建体积和50μm的层厚设置。Markforged甚至推出了适用于X7的机器学习软件，其使用人工智能来帮助3D打印系统适应和调整变量，以期可以在第一时间生产出高精度的零件。

连续纤维复合材料3D打印系统可生产高度耐用的零件，具有最高质量的机械性能。此外，Markforged还推出有FX20碳纤维打印机，是该公司制造的最大、最快的3D打印机。

2. Stratasys F123系列

2021年，Stratasys宣布为其F123系列3D打印机（F170、F270 和 F370）系列推出基于ABS的碳纤维材料。该系列打印机是Stratasys最实惠的主力机型，并拥有即插即打印的设计功能，其跨越了台式和工业FDM 3D打印机之间的鸿沟，具有工业特性和台式易用性。

Stratasys F123系列3D打印机

Stratasys 打印的碳纤维复合材料零件

F123系列可制作带有曲线、悬壁结构和内腔的大尺寸、结构复杂零件，以及小尺寸、结构简单的零件。其具有两个喷嘴，一个打印实体零件，另一个打印支撑。因此，这款机型打印的是短切碳纤维复合材料。含有10%短切碳纤维的ABS，与标准ABS相比，强度提高了15%，刚度提高了50%以上，且比金属更轻，还能实现高精度打印，完全可以取代某些金属制造部件。水溶性的支撑材料也使复杂部件的后处理变得简单。

F123系列非常适合教室或办公室环境，F270的构建尺寸为305 x 254 x 305 mm，F370 为 355 x 254 x 355 mm。

3. Raise3D E2CF

E2CF于2021年发布，是上海复志（Raise3D）推出的专用碳纤维3D打印机。其配备双挤出喷头，用于打印短切纤维复合材料，如碳/玻纤增强尼龙12、碳/玻纤增强耐高温尼龙等，专用的支撑材料可以很好的保证结构的完整性以及内表面的光洁度。打印结束后，可以轻松剥离，相比于水溶性支撑更加具有性价比。E2CF构建尺寸为295 x 240 x 240 mm，挤出机喷嘴可以达到300°C，而构建板可保持110°C。

Raise3D E2CF 3D打印机

Raise3D E2CF3D打印的零件

E2CF旨在满足汽车、航空航天和医疗领域工程师的需求。为了确保稳定的打印过程，E2CF 配备了两个独立的密封干燥箱，使材料在打印时保持最低湿度；另外还配置了高精度光学传感器辅助打印床自动调平，可提高喷嘴高度校准的准确性；定制的SiC喷嘴相比现有市面上打印机喷嘴的硬度提升了一倍，可打印高强碳纤尼龙超过1000小时。这款打印机的市场售价约为29000元人民币。

4.一迈智能MAGIC HT PRO

MAGIC HT PRO是一迈智能（IEMAI 3D）推出的高性能材料专用3D打印机，配备了快拆式模块化双打印头，当用户需要打印短切纤维复合材料时，如碳/玻纤增强PEEK、碳/玻纤增强尼龙等材料，可更换更耐磨的硬化钢模块打印头。MAGIC HT PRO的构建尺寸为310*310*410mm，挤出机温度可以达到500℃，并具备液冷式散热功能，腔体温度可以保持120℃，构建底板的温度可以达到170℃，独立升降的双打印头为可溶或者易剥离支撑的打印创造了优秀的条件。

一迈 MAGIC HT PRO 3D打印机 

一迈 MAGIC HT PRO打印的碳纤增强PEEK

MAGIC HT PRO秉承了一迈“多材料兼容，为应用而生”的产品使命，旨在为航空航天、医疗、汽车等领域用户提供高性能材料3D打印解决方案。短切纤维复合材料有着轻量化且力学性能增强的优势，对于设备工艺的稳定性要求更高。MAGIC HT PRO配备了10%的低湿度防潮柜，用于存放耗材，同时高达120℃的腔体温度对于材料仓的热量辐射可以确保材料在打印过程中仍然保持低湿度环境。通过硬化钢材料加工而成的挤出结构，例如喷嘴，比普通黄铜喷嘴的使用寿命显著提高。

5.MakerBot Method系列

MakerBot推出了两款碳纤维打印机——Method和Method X。针对金属零件和制造用夹具和固定装置的替换零件市场，这些打印机使用针对高强度和耐热性进行优化的短切碳纤维增强尼龙，如碳纤维增强PA6及PA12。

MakerBot Method和Method X

MakerBot打印的碳纤维复合增强尼龙零件

Method X碳纤维版搭载循环加热腔室，可用于控制3D打印机中每一层的温度和质量，保证对温度的实时监测及管理，以每件产品对温度的要求为导向，精准调控冷却速率。相比普通桌面3D打印机，该机型热芯要长50%以上，确保材料在高速打印及运转中可以被挤运出来。此外，其打印速度比传统桌面3D打印机快两倍。

6.INTAMSYS FUNMAT PRO 410

INTAMSYS(远铸智能) FUNMAT PRO 410采用了智能双喷头设计，打印尺寸305 x 305 x 406 mm，配有恒温腔室和独立的干燥料仓，保证打印不翘曲，可实现高精度和高质量打印。

FUNMAT PRO 410打印机

FUNMAT PRO 410打印的尼龙碳纤手表链条装配工具

作为一款智能双喷头高温打印机，FUNMAT PRO 410在高性能材料和工程塑料的3D打印中有着独特的优势——先进的热设计，可打印广泛的材料范围；FUNMAT PRO 410 喷头温度可达500℃，打印平台温度可达160℃，这种热设计让FUNMAT PRO 410 可以轻松打印PEEK、PEI等高性能材料以及PA-CF、PEEK-CF等碳纤复合材料，并且配备有主体材质为CuCrZr，尖端材质为硬质钢的打印喷嘴，能够满足打印碳纤维复合材料耐磨的需求。INTAMSYS还专为尼龙碳纤材料定制了对应的剥离型支撑材料SP3050，打印过程中能保证与打印主材有良好的粘接性，在打印完成后可以轻松剥离。

7.聚高Engineer Q850

Engineer Q850是陕西聚高推出的高性能材料专用3D打印机，配备了快拆式模块化双打印头，不仅可以打印短切纤维复合材料，如碳/玻纤增强尼龙等材料，而且可以打印连续纤维材料，同时，可以更换更耐磨的硬化钢模块打印头。

聚高 Engineer Q850

聚高 Engineer Q850打印的碳纤维增强PEEK零件

Engineer Q850最大打印尺寸为850x850x600mm，打印头温度最高可以达到500℃，并具备液冷式散热功能，腔内温度最高可要达到300℃，最低可以达到5℃，成型腔内的温度可以根据不同材料实时精确调节，底板加热温度可达到300℃，料箱加热温度可达120℃，独立升降的双打印头为可溶或者易剥支撑的打印创造了优秀的条件。

8.Ultimaker S5

准工业级的Ultimaker S5实际上并未作为专门的碳纤维3D打印机进行销售，支持PLA、PA、PC以及碳纤维复合材料打印。该机型构建尺寸为330 x 240 x 300mm，具有自动调平技术和动态调平技术。此外，该公司还推出了S5的升级版本，S5 Pro Bundle，集成了智能空气过滤系统，能够吸收复合材料打印时产生的微小颗粒。

Ultimaker S5

Ultimaker S5是打印功能原型、制造工具和终端用途零部件的专业解决方案。

END

除以上品牌外，Desktop Metal、Roboze、BigRep等公司也推出有桌面碳纤维3D打印机，但值得注意的是，能够打印连续纤维复合材料的品牌极少。纤维增强复合材料以其优异的力学性能已被广泛应用于各工业领域，但由于传统制造工艺的限制，复合材料依然无法应用于一些具有复杂构型的结构。3D打印技术的快速发展无疑为实现复杂几何形状的复合材料制造提供了契机，从而进一步拓展了复合材料的应用范围。

不过，当前纤维复合材料的3D打印仍以短切纤维复合为主，且瞄准的方向多为汽车、航空航天等领域工装、夹具等的制造，并以替代原有的金属零件为目标；在更大的范围内，该技术在汽车工业中从车辆固定架和仪表等内外部组件到发动机壳体均可以采用该技术来替代金属部件。