碳纤维复合材料是碳纤维与树脂、陶瓷、金属等合成的结构材料。近几十年来，碳纤维复合材料中碳纤维增强复合材料（CFRP）应用日趋广泛。碳纤维增强复合材料是一种主要由碳纤维作为增强材料和热塑热固性树脂作为基本材料组成的高强度复合材料，具有比强度高、比刚度高、质量轻、抗疲劳与断裂性能良好等优点，这些优越性能远远超越了金属材料和其他类型的纤维复合材料。随着国家战略式的重点投入碳纤维材料的发展和不断发展的科学技术，碳纤维生产规模的不断扩大相应的生产成本也随之降低。碳纤维增强复合材料渐渐从航空航天领域扩展到广泛应用在汽车制造、石油化工、文体用品及土建等民用方面。同时，由于材料本身硬度高、强度大、导热性差、表面惰性大等特点，导致碳纤维增强复合材料的后加工过程非常繁琐，需要解决碳纤维增强复合材料成型制造中手糊成型、袋压成型、缠绕成型、注塑成型复杂繁琐、低效率的工艺流程及对模具的高精度需求和损耗。
3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，同时也与智能机器人、人工智能并列为当前推动数字化制造进步的三大关键技术之一。3D打印技术的原理是通过连续的层层叠加材料的方法在理论上可以打印出任意形状的打印件，该技术拥有无需原胚和模具的优点因而有效地简化产品的制造过程和缩短研发周期。3D打印技术早已被发达国家列为可解决近年制造业竞争力下降的问题，以及巩固和提升他们在世界领域制造业的主导权的主要途径之一。3D打印技术目前可供打印的材料限于石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等，但制造的产品性能受限于材料的自身属性，在强度、刚度和使用性能等方面低于传统加工方式。3D打印材料性能亟待增强，通过碳纤维增强的方式合成为碳纤维复合材料可提高3D打印成品的材料性能，扩大3D打印技术应用领域范围。
综上，碳纤维复合材料成型制造中复杂繁琐、低效率的工艺流程、较高的成本及对模具的高精度需求和损耗，且无法成型复杂的模型，制约了碳纤维材料作用的发挥。3D打印技术由于其增材制造的特性，具有一体成型、不受模型复杂度限制的特点。因此，碳纤维复合材料与3D打印技术相结合应用于工业领域，能够同时发挥其优异材料特性、快速成型方式的优势，具有广阔的应用前景。材料制备是3D打印应用的前提。但现有的制料装置大部分是原有的塑料挤丝机，碳纤维复合材料的加工性能、流变特性与3D打印成型工艺使用的普通塑料差异极大。针对3D打印的碳纤维复合材料的制备问题，需要研究其挤料原理、挤料装置及工艺条件对材料的影响。
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