据外媒报道，最近在期刊《聚合物复合材料（Polymer Composites）》上发表一篇文章显示，研究人员将‌回收研磨碳纤维（rCF）用作聚酰胺-6,6（PA66）长丝填料，以进行熔丝制造（FFF），此举旨在探索其在汽车部件生产中的潜力。实验分析了添加5 wt.%和10 wt.% rCF的PA66长丝的流变性能和热性能。

背景：用于FFF的纤维增强长丝

熔丝制造（FFF），又称熔融沉积成型（FDM），是一种广泛应用于汽车、航空航天、医疗和消费品等行业的3D打印技术。长丝材料特性会明显影响打印部件的机械性能和热性能。

为了提高长丝性能，热塑性塑料中经常添加增强纤维。rCF因具有环境、经济和技术优势而备受关注。尽管rCF已证明可以有效改善打印样件的性能，但其在工业规模FFF中用于功能组件的可加工性仍未得到充分探索。这项研究通过制备并表征rCFs填充PA66长丝（rCF-loaded PA66 filaments），并在汽车原型部件中进行测试，填补了这一空白。

方法：从废弃纤维到功能性长丝

用于生产长丝的基础材料是PA66。rCF是‌源自工业流程的副产品，该流程将热解碳纤维转化为无纺布。这些纤维经过干燥后，与PA66按两种比例混合，包括5 wt.% rCF （PA-rCF5）和10 wt.% rCF（PA-rCF10）。这些混合物经过挤出加工制成复合长丝，同时制备纯PA66长丝作为对照。

结果与讨论：材料行为和打印质量

热分析表明，rCF对PA66基质的热行为仅产生轻微影响。研究人员观察到熔化和结晶温度略有升高，这可能是由于rCFs的成核效应所致。

rCF的主要影响体现在流变行为上。随着rCF含量增加，复合材料表现出更高的熔融粘度和维卡软化温度（VST），从而提升材料的耐热性和稳定性。

重要的是，加入 rCF并未明显损害PA66的热性能。机械性能和热性能适度提升，结合其易加工性，这表明rCF基长丝可以融入现有制造流程，而无需对设备或参数进行重大调整。

总体而言，材料的可打印性得到了验证，且最终生产部件符合汽车原型的基本要求。通过进一步优化打印工艺，一些表面和结构缺陷有望得到解决。

结论：迈向循环、可扩展的汽车制造

这项研究证明了rCF增强PA66长丝在汽车部件增材制造中的潜力。这些长丝表现出良好的流变性和热性能，并在3D打印测试过程中表现良好，有助于生产功能齐全、尺寸精确的原型。

rCF为增强热塑性塑料提供了一种可持续循环解决方案。将其整合至3D打印材料，不仅可以提升工业废料的价值，而且高度契合降低材料成本、减少环境影响的宏观目标。

未来的研究将重点关注优化打印工艺，以解决所观察到的细微缺陷，并提升机械性能。通过更广泛的应用测试，以及扩展生产工艺，可推动FFF技术在汽车制造中的全面应用，从而减少浪费并推进可持续设计。‌