碳纤维在玻璃纤维、玄武岩纤维和它自己这三种材料里，强度是最高的，密度是最小的，性价比也是最强的。虽然碳纤维价格比较贵，可是在短纤维使用的情况下，它还是能有很明显的增强作用，这也让它能应用的范围变得更大了。碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）呢，就是把碳纤维当作增强的部分，用热塑性聚合物材料当基础，一起组成的复合材料。它和热固性复合材料不一样，成型快，能回收利用，化学性质也比较稳定。按照增强纤维的长度，一般可以把增强纤维分成两种，就是短纤维和连续纤维。连续纤维特别是连续碳纤维，因为成本高，而且在 3D 打印的时候还得有辅助供线装置，虽然它力学性能好，但是用的地方并不多。短纤维在复合材料里的应用越来越成熟了，强度和耐久性都很不错，所以在电子电器、交通工程、通讯设施这些领域都用得很广泛。

CFRTP 因为力学性能好、重量轻、化学性质稳定这些优点，在汽车行业里有很好的应用前景。现在最常见、最成熟的成型方法是注塑工艺。德国有个轮毂制造商 WHEELSANDMORE 在 2019 年展出的“Megalight - Forged - Series”轮毂系列，外面的环是注塑的 CFRTP，里面的毂是轻量化合金，再加上不锈钢螺栓，和同样大小的普通轮毂比起来，能减轻大概 45%的重量。在一些电动车的翼子板上也能看到注塑成型的 CFRTP，让车身的总重量减轻了不少。

3D 打印技术不用模具这个特点，能把传统注塑成型里模具开发制作的成本降得很低，而且还能很快做出外形复杂的零部件，能满足个性化设计的需求，所以 3D 打印技术在汽车制造业里很有前途。根据这个课题之前做的工作能知道，碳纤维增强尼龙 6 复合材料（CF/PA6）是一种性能很好、成型效果也不错的 CFRTP 材料，在汽车零部件的生产制作里已经有应用了。比如在 2019 年，瑞士的 Scheurer 公司生产的 3D 打印碳纤维增强塑料发动机部件，就用在了丰田 FT - 60 赛车的测试里。这个公司用 FDM 技术在很短时间里就做出了赛车需要的所有定制部件，零件耐热耐压的性能也都经过了检验。可是现在市场上主要的热塑性打印耗材还是 PLA、ABS 这些力学性能不太好的塑料材料，关于 CF/PA6 复合材料的 3D 打印耗材研究很少。所以这篇文章就是要找到一种适合 FDM 打印方法的 CF/PA6 丝材制作工艺，在保证材料增强效果的同时，把复合材料制作成本降一降，让它在复杂环境里的使用性能变好，这样就能更好地用在汽车复杂结构零部件的加工成型上了。