了解什么是复合材料？
复合材料简介
复合材料比一些传统材料更适合用作选择，因为它坚固、轻便且价格更实惠。复合材料是一种由两种或两种以上组成材料制成的材料。它们表现出截然不同的物理和化学性质。当它们结合在一起时，它们会呈现出与每种成分不同的特性。
科学家将这两种组成材料分为两类：基质（粘合剂）和增强材料。
复合材料需要基质和增强材料。基质通过围绕增强材料来支撑增强材料，以保持其相对位置。增强材料依靠其独特的机械和物理性质来增强基质性质。这创造了一种增强的协同作用，而这种协同作用在单个组成材料中是不存在的。它还使产品设计师能够优化复合材料组合。
纤维增强复合材料因其重量轻但强度高的特性而在高性能产品中变得普遍，尽管成本通常较高。它们可以承受各种物品的严格负载条件。工业上将它们用于航空航天部件、船和双桨船体、自行车车架或赛车车身。钓鱼竿、储水箱、游泳池面板和棒球棒也可以包含它们。同样，复合材料在骨科手术领域也越来越受欢迎。
通用复合材料
最常见的人工复合材料是混凝土，通常由松散的石头（骨料）组成并与水泥基质结合在一起。
胶合板
“胶合板”一词 源于胶合在一起的薄层，称为“层”的木质单板。胶合板的木纹相互旋转 90 度，以达到加固性能。我们将胶合板归类为人造板家族中的工程木材，包括中密度纤维板 (MDF) 和刨花板 (刨花板)。胶合板的两种复合成分是树脂和木纤维片，由长而坚固的薄纤维素细胞组成。
交叉纹理使木纹交替，减少了木材在边缘钉钉子时开裂的趋势，并减少了膨胀和收缩，从而提高了尺寸稳定性。它还能在面板的所有方向上提供更一致的强度。为了最大限度地减少翘曲，通常会使用奇数层来帮助保持平衡。交叉纹理奇数复合材料也能增强木材的强度，因此很难将其弯曲到垂直于表面层纹理方向。
玻璃纤维
玻璃纤维是一种常见的纤维增强塑料 (FRP)，由玻璃纤维增强而成。玻璃纤维通过零散排列、压缩成平板或交织成织物的方式嵌入材料中。塑料基质可以是热固性聚合物基质（环氧树脂、聚酯树脂或乙烯基酯），也可以是热塑性塑料。与碳纤维相比，玻璃纤维是一种更具成本效益和灵活性的替代品。同样，它比许多金属更坚固，可以模制成复杂的形状。
玻璃纤维的应用范围十分广泛，例如飞机、汽车、浴缸和围墙、船舶、铸件、包层、外门外皮、热水浴缸、管道、屋顶、化粪池、冲浪板、游泳池和水箱。玻璃纤维有时被称为玻璃增强塑料 (GRP)、玻璃纤维增强塑料 (GFRP) 。需要区分的一个重要方面是玻璃纤维和纤维增强塑料，因为有时玻璃纤维本身也可以称为“玻璃纤维”。
碳纤维
碳纤维是一种由碳纤维制成的极其坚固且轻质的纤维增强塑料。虽然它往往价格昂贵，但通常应用于需要高强度重量比和刚性的行业，例如航空航天、汽车、土木工程和体育用品。它们在各种消费和技术应用中的应用日益广泛。碳纤维中的粘合剂通常是热固性树脂，例如环氧树脂，但也可以是热塑性聚合物，例如聚酯、乙烯基酯或尼龙。
复合材料还可以包含其他纤维，如芳纶（Kevlar、Twaron）、铝、超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)、玻璃纤维和碳纤维。碳纤维有时被称为石墨增强聚合物或石墨纤维增强聚合物。其他常用名称包括碳纤维增强塑料或碳纤维增强热塑性塑料 (CFRP、CRP、CFRTP)，或通常称为碳纤维、碳复合材料，甚至碳。
用于 3D 打印工艺的复合材料
一些 3D 打印机制造商倾向于开发具有特定品牌的复合材料。
聚酰胺和极少量灰色铝粉的混合物
激光烧结是一种用于创建复杂、概念、功能或系列坚固且相对刚性的模型的技术。由 Alumide 制成的模型还可以吸收轻微的冲击并在弯曲条件下抵抗一些压力。对于寻求经济实惠、最大设计自由度和更大打印能力的新手设计师来说，它是理想的选择。此外，它比聚酰胺本身具有更大的刚度，并具有铝的外观。表面略有多孔，具有沙质、颗粒状外观，可以以其天然灰色哑光状态完成或染成各种颜色。
纤维增强尼龙
可以以塑料为代价 3D 打印出与铝一样坚固的工程部件。它专门设计为具有铝的强度，强度重量比高于 6061-T6 铝，同时比 ABS 刚度高 27 倍，强度高 24 倍。纤维增强尼龙可让用户优化其打印的定制最终用途生产部件，尤其是功能原型、测试、结构部件、夹具、固定装置和工具，同时注重强度、刚度、重量和耐高温性。它不适用于具有复杂设计的小部件。
全彩砂岩
可制作出逼真的全彩模型和雕塑，特别适合建筑模型、栩栩如生的雕塑、礼品和纪念品以及美术。它主要由石膏制成，表面带有彩色纹理。该材料的脆性限制了其作为功能性或复杂设计部件的应用。这种砂岩材料有时被称为多色。
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