【原创资讯】3D打印用Kevlar纤维和碳纤维的性能对比 / 开普饭

Kevlar®和碳纤维都有着有趣的发展历史，展示了人们在新材料领域的探索和创新。

凯夫拉纤维

听到凯夫拉尔这个名字，您会怎么想？大多数人会想到防弹背心。您可能不会想到DuPont™，但这种材料是杜邦™公司于1964年由波兰裔美国化学家Stephanie Kwolek开发的。

3D打印凯夫拉纤维结构件

您知道凯夫拉在各行各业有许多不同的用途吗？您可以在日常应用中找到它，例如：汽车和自行车轮胎、配重板、风帆和绳索、手套、袜子和行李、工作靴、刹车片、防护装备、密封胶。

芳纶纤维是属于芳族聚酰胺纤维类别的合成纤维，具有耐热性。凯夫拉尔（Kevlar）和Nomex（诺梅克斯）是该型纤维的一部分。

Kevlar具有高模量，主要用于航空航天、汽车、国防、能源、消费、电子、医疗和重工业等领域的光缆、纺织加工、绳索、电缆、塑料增强材料和复合材料应用。

海军设施工程司令部探索了凯夫拉缆绳用于海洋工程和建筑的能力，从而获得了凯夫拉令人难以置信的抗张强度和浮力所提供的创新设计和应用。凯夫拉纤维的拉伸强度与碳纤维相当，玻璃和碳纤维之间的模量也比两者低。

Kevlar芳族聚酰胺用于高性能复合材料应用，在这些应用中，轻质、高强度和刚度、抗损伤性以及抗疲劳和应力破裂性很重要。Markforged发现，用凯夫拉加固Onyx、Onyx FR甚至Nylon White可以使工程师和零件设计师制造极为通用的零件。在低至320°F（-196°C）的低温环境下，Kevlar可能会发生重大变化，并且不会出现脆化或降解，并且在有电子辐射的环境中也不会显示出脆化现象。但是，凯夫拉对紫外线（紫外线）敏感。

凯夫拉纤维拥有独特性能：低弹、高抗拉强度、极高的强度重量比、优异的抗疲劳性、在大温度范围内表现良好、不融化但在800°F-900°F（427°C至482°C）时分解、低蠕变、无收缩、良好的化学稳定性、高度耐磨、横向强度弱（抗压强度弱）。

1.1 抗冲击

Kevlar的抗冲击性是ABS的8倍，而重量却比其他增强纤维轻15-20％。

1.2 抗弯强度

在三点弯曲中，3D打印的Kevlar比ABS强3倍，比尼龙强6倍。

1.3 弯曲刚度

3D打印Kevlar的刚度是ABS的12倍，比尼龙高30倍。

Kevlar具有出色的耐用性，使其成为反复承受突然载荷零件的最佳选择。它像玻璃纤维一样坚硬，并且更具延展性，可用于为增材制造量身定制的各种应用，例如：运动鞋、机器人和摇篮、末端执行器/夹具、智能手机套、个人电子产品、设计为由液压或气动驱动的零件、防护装备如头盔、战斗摩托车、刹车杆、夹具、齿轮、扳手、体育用品及配件。

碳纤维

碳纤维具有极高的刚度和强度，它被广泛用于航空航天和汽车工业。它是目前强度/重量比最高的高性能纤维之一，甚至高于钢和钛。