3D列印 (FDM)材料 - Carbon (碳纖維)

碳纖維，是一種具有高強度和耐高溫的纖維。它主要由碳原子構成，直徑約5-10微米。為了產生碳纖維，碳原子在晶體中被鍵合在一起，平行排列的纖維長軸給予碳纖維相當高的強度，幾千條碳纖維集束在一起形成一個纖維束，其可以單獨使用或被編織成織物。

碳纖維通常與其他材料結合以形成複合材料。當混合塑料樹脂並纏繞或模塑後具有非常高的強度，然而，碳纖維也會與其它如石墨的材料複合，以形成耐高溫的碳複合材料。

碳纖維是如何產生的呢？

碳纖維是一種非常珍貴的材料，目前科技仍然無法直接從炭或石墨上取得，只能採用一些含碳的有機纖維原料，將有機纖維與塑料樹脂結合在一起炭化製得碳纖維。

被選用來製備碳纖維的有機纖維主要包括：聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維等，其中應用較普遍的是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維先在200－300℃的空氣中進行預氧化，繼在氬氣等惰性氣體保護下，用約1700℃的高溫完成驅除非碳原子的過程（碳化），最後加熱到2600－3000℃成碳纖維。

目前將碳纖維導入3D列印製程最簡單的方法就是使用CFRP線材。這些材料通常是將切碎的碳纖維和熱塑料結合成可用熔融線材製造法進行壓出的複合線材。

高硬度，高強度，重量輕，高耐化學性，耐高溫和低的熱膨脹，而依據用途還會分成不同種類。

用碳纖維製造的增強塑料質地強而輕，耐高溫、防輻射、耐水、耐腐蝕，是製造飛行器、兵器及耐腐蝕設備等的優良材料。碳纖維製品的缺點是難以自然分解，大量棄置會造成環境問題。近年來碳纖維更是廣泛被使用於大型飛機，另外大型風力發電機的葉片，賽車、汽機車的車身均為碳纖維複合材料需求量增加的重要因素。

而碳纖維現在也被應用在3D列印上，多家製造商以不同等級的碳纖維強化材料及基質材料生產碳纖維線材。例如，荷蘭colorFabb生產的XT-CF20是將Eastmam Chemical經聚對苯二甲酸乙二醇酯改質(PETG)的共聚酯與20%碳纖維絲結合而成的材料。