CN112092238A - 回收碳纤维增强聚酰胺的3d打印线材及制备方法与应用 - Google Patents

回收碳纤维增强聚酰胺的3d打印线材及制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材及制备方法与应用。主要针对目前现有的纤维增强热塑性树脂材料制备专利普遍存在的不适用性，开发出一种基于聚酰胺树脂自身性能和加工参数(温度、压力)探究、智能试错的方法来制备回收碳纤维增强聚酰胺材料的3D打印线材。与现有技术相比，本发明开发了一种全新的回收碳纤维再利用的方法，结合纤维增强在3D打印中的重要积极作用，一方面提高了热塑性高分子聚合物的打印产品的力学性能，为其实现工业化应用提供了可能，又变废为宝，扩大了回收碳纤维再利用的适用范围。

Description

回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材及制备方法与应用
技术领域
本发明涉及材料科学领域，尤其是一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材及制备方法与应用。
背景技术
熔融沉积式3D打印(FDM)是将丝状的热塑性材料进行加热融化并通过逐层堆积形成3维物件的方式。3D打印线材是FDM的关键，线材的质量直接影响最终的打印效果。目前3D打印线材主要以热塑性高分子聚合物(简称：树脂)为主,如聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚已内酯(PCL)、热塑性聚氨酯(TPU)和聚醚醚酮(PEEK)等。大多数的热塑性打印材料都存在强度不够，韧性小，延伸率小的特点(如PLA和ABS)，因此热塑性材料打印只能用于对于力学性能要求不高的模型产品的打印制造。而诸如PA和PEEK这类力学性能较好的材料又存在热变形大和不宜成型的问题。为了满足FDM打印产品的工业应用，许多研究者开发出纤维增强热塑性材料打印丝，提高了热塑性材料的力学性能、材料的成形性和热导率。如
Figure BDA0002588560470000011
公司推出了一款基于纤维粘合技术的碳纤维增强PA6(PolyMide PA6-CF)，其具有高强度，抗冲击性和热变形(215℃)的特点，适用于电子夹具和固定装置以及汽车应用的生产。美国能源部橡树岭国家实验室合成了一种木质素增强PA复合打印丝，既提高了PA的刚度，又提高了PA的成形性(降低了PA的熔体黏度)，同时由于木质素是生产生物燃料的副产品，该技术为纤维素工业界提供了新的思路。
与此同时，碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)因其质轻高强、耐腐蚀性高、力学性能设计性灵活等特点，在航空航天、战略武器、海洋工程装备、先进轨道交通等领域中得到广泛的应用。近年来，我国在军用CFRP研发的同时，在轻量化新能源汽车、体育用品和风力发电等民用领域也大量应用CFRP。可以预见到未来的几年到十几年之后，将有大量的CFRP废弃物。另外，由于CFRP制造的特殊性，生产中因边角废料生成的废弃物占到了生产总量的30％-50％，这些CFRP的废弃物不易分解，对环境造成了较大压力。目前的碳纤维废弃物采用回收再熔体成型的方法再利用(如注塑、模压、层压、缠绕和拉挤成型等)。
本专利开发了一种全新的回收碳纤维再利用的方法，结合纤维增强在3D打印中的重要积极作用，一方面提高了热塑性高分子聚合物的打印产品的力学性能，为其实现工业化应用提供了可能，又变废为宝，扩大了回收碳纤维再利用的适用范围。
目前基于回收碳纤维增强聚酰胺打印丝线材的制造研究尚属空白，专利CN201510777154开发了一种石墨烯粉末增强ABS打印线材的制备方法，为了解决石墨烯团聚和熔融后再聚造成打印丝中石墨烯粉末分散效果不佳的问题，制造过程中ABS树脂多次熔融、喷射、脱模并加入大量偶联剂，不仅制造方法复杂，而且多次的树脂的熔融增加了树脂的热历史，加速了其劣化，一定程度上降低了打印产品的力学性能。
专利CN201611145849公开了一种天然麻纤维增强PLA混纺再共融挤出的打印线材制造方法，该方法一般适用于麻纤维毛毡的加工，但由于回收碳纤维一般以0.3-0.6mm的团聚状短切碳纤维为主，因此并不适用于回收碳纤维增强热塑性树脂的打印线材制造。
专利CN201610574604公开了一种机械混合氧化处理的短切碳纤维和硅烷偶联剂改性PLA打印线材的制造方法，而专利CN201510968072采用双螺杆挤出机对改性碳纳米管、丙烯酸改性聚乳酸、丙烯酸改性淀粉和微晶纤维素进行混合制造3d打印线材，该方法都采用了与碳纤维(碳纳米管)结合能力较好的PLA作为树脂基体进行打印线材的制造，其简单的机械混合(专利CN201610574604)不能有效解决团聚状回收碳纤维的分散问题,同时虽然双螺杆挤出机是一种普遍的纤维分散设备,但是由于回收碳纤维团聚态顽固,且质量轻,质量和体积相对密度小,在进料时，如果回收碳纤维与树脂同时按质量分数比例置入主喂料器中，回收碳纤维与树脂极易因为树脂的挤压而漂浮在喂料口中,并不能有效进入螺杆的混合区，进而碳纤维在树脂中的分散性很低；若回收碳纤维与树脂按质量分数比例分置于主、侧喂料中，由于回收碳纤维相对密度小，不易下沉，加之喂料器的抖动，回收碳纤维极易产生静电而吸附在喂料器表面，造成纤维和树脂完全无法混合的现象。并且PA的改性较为困难，与碳纤维的界面性相对较差，容易产生分相现象。因此上述方法并不能很好的适用于回收碳纤维增强PA打印线材的制造。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供了一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材及制备方法与应用，本发明是这样实现的：
一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的制备方法，包含以下步骤：
(1)将回收碳纤维和聚酰胺分别在100℃下干燥6-12h；
(2)按照回收碳纤维5-40wt.％，聚酰胺95-60wt.％的质量百分比配方，称取干燥后的回收碳纤维和聚酰胺；
(3)将称取后的各组材料置于去除静电的金属容器内，手工预混合；
(4)将预混合后的材料置于加压密炼机中，保持压力0.3MPa，转速20-60rpm，以及根据聚酰胺熔点Tm和熔融指数确定的温度，搅拌10-15min；
(5)将上述充分混合均匀的原料投入到破碎机中进行破碎造粒，得到直径为φ2-5mm的颗粒；
(6)将上述颗粒投入到单螺杆螺杆挤出机中，颗粒在210-215℃的温度下，在螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为20-40rpm挤出，材料从直径为3mm的口模中挤出成线条状；
(7)线材经冷却水槽充分冷却成型，然后经牵引机牵引成固定大小直径的线材。
进一步地，上述制备方法的步骤(4)中，加压密炼机的温度通过数值试错的方法确定为210℃。
本发明还提供了上述制备方法的数值试错的方法步骤，包括：
(1)差示扫描量热法：对待加工的聚酰胺进行差示扫描量热法测试，确定出该种树脂的熔融温度；
(2)熔融指数(MFI)测试：按照每10℃为间隔测定标准载荷2.16kg下，200-280℃的熔融指数；
(3)单螺杆加工数值模拟：根据前述熔融指数的结果值，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，选择填充系数大于0.9的最低温度，并确定打印线材在单螺杆加工过程中材料的内部压力大小为0.119-1.067MPa，温度为210℃；
(4)根据单螺杆加工的数值模拟结果，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，采用五因子两水平四分之一次试验加4个中心点重复的因子试验方法，对加压密炼机在五个不同的加工参数：混炼温度、混炼时间、混炼转速、混炼转子组的旋转方向和系统压力下的纤维填充系数进行数值模拟，确定加工中影响显著的加工参数；
(5)根据密炼机加工的数值模拟结果，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，加工参数选择压力0.3MPa，温度210℃，对比混炼时间10分钟和15分钟的结果，得出最优的混炼时间为15分钟；
(6)实际加工：采用加压式密炼机对5％回收碳纤维和聚酰胺进行混炼，按照两种参数加工：①压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间10min,②压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间15min,加工完成后,对样品进行造粒；
(7)热重分析TGA：对造粒后样品随机抽取10份进行热重分析其纤维含量,当加工参数为压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间10min,粒料的纤维含量平均为79％；当加工参数变为压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间15min,测试结果热重变化为95％，即粒料的最终纤维含量稳定在质量分数5％；
(8)熔融指数(MFI)测试：对5％回收碳纤维增强聚酰胺粒料重复(2)熔融指数(MFI)测试，同时引入不同载荷作为变量：①载荷1.2kg，换算成压力约为0.17MPa，对应密炼过程和单螺杆造丝过程的压力0.118Mpa；②载荷10kg，换算成压力约为1.4MPa，对应密炼过程和单螺杆造丝过程的压力1.067Mpa；结合(2)熔融指数(MFI)测试的结果建立回归方程形式为：ln(MFI)＝-A–B*纤维含量+C*温度+D*载荷，其中A、B、C、D是方程的回归系数，且均为正数常数；
(9)线材制备参数预测：根据熔融指数的回归方程，结合5％回收碳纤维增强聚酰胺粒料在温度为210℃，载荷为2.16kg，压力为0.3MPa时的熔融指数数值，测算出其余不同纤维含量的回收碳纤维增强聚酰胺的密炼、单螺杆制造的过程参数，通过熔融指数的数值也可测算出不同纤维含量线材在3D打印时的打印参数；
(10)MFI测试验证：按照预测的密炼参数，对不同纤维含量的回收碳纤维增强聚酰胺线材进行加工并测试MFI验证。
进一步地，上述制备方法中的聚酰胺为
Figure BDA0002588560470000051
5g/10min，231℃/2.16kg。
本发明提供了上述回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材，该3D打印线材通过上述方法制备而成。
本发明还提供了上述回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的应用，用于测算不同纤维含量线材在3D打印时的打印参数。
本发明的有益效果是：
本发明开发了一种全新的回收碳纤维再利用的方法，结合纤维增强在3D打印中的重要积极作用，一方面提高了热塑性高分子聚合物的打印产品的力学性能，为其实现工业化应用提供了可能，又变废为宝，扩大了回收碳纤维再利用的适用范围。
通过采用加压式密炼机对回收碳纤维和聚酰胺进行混炼，不仅很好的解决了团聚纤维在树脂中分散不均的现象，同时又避免了多次熔融造成树脂材料劣化的不足，方便简单。
通过对材料熔融指数的测定，从树脂在不同温度和压力下的自身黏度对混合质量和树脂/纤维界面性方面的影响，确定了合理的加工参数，避免了复杂的聚酰胺树脂改性，降低了生产成本。
通过数值模拟和熔融指数特性回归方程建立相结合的方法避免了盲目的实验加工，节约了材料，提高了加工的稳定性，并且对于类似的纤维和树脂混合(如密炼加工、双螺杆混合和捏合机)都有很好的指导作用。
附图说明
图1为单螺杆加工模拟(填充系数)分析图；
图2为单螺杆加工模拟(内部压力)分析图；
图3为密炼机加工模拟因子试验：主因pareto图；
图4为密炼机加工模拟因子试验：主因半正态图；
图5为密炼机加工模拟(加工参数：压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间10min)分析图；
图6为密炼机加工模拟(加工参数：压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间15min)分析图；
图7为5wt.％回收碳纤维增强聚酰胺粒料的TGA分析图(加工参数：压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间10min)；
图8为5wt.％回收碳纤维增强聚酰胺粒料的TGA分析图(加工参数：压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间15min)；
图9为数值试错流程图；
图10为打印结果分析图。
具体实施方式
本发明公开了一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材及制备方法与应用。主要针对目前现有的纤维增强热塑性树脂材料制备专利普遍存在的不适用性，开发出一种基于聚酰胺树脂自身性能和加工参数(温度、压力)探究、智能试错的方法来制备回收碳纤维增强聚酰胺材料的3D打印线材。
第一部分(制备流程)：
回收碳纤维增强聚酰胺材料的3D打印线材制备的基本流程为三步，混合、造粒、打印线材制备：
(1)采用加压密炼机对回收碳纤维和聚酰胺树脂进行混炼混合；
(2)对密炼后的材料经过破碎机造粒；
(3)将造粒后的材料，采用单螺杆挤出机进行3D打印线材的制备。
按照上述三步的方法，不仅很好的解决了团聚纤维在树脂中分散不均的现象，同时又避免了多次熔融造成树脂材料劣化的不足，方便简单，不仅适用于回收碳纤维增强聚酰胺材料3D打印线材的制备，对于所有纤维增强热塑性树脂材料都有广泛的加工性。
具体通过如下技术方案实现：
1.一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材，由以下的质量百分比的组分制成：回收碳纤维5-40wt.％，聚酰胺树脂95-60wt.％。
2.所述的一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的制备方法包括以下步骤：
A.将回收碳纤维和聚酰胺树脂分别在100℃下干燥6-12h；
B.按照质量百分比配方，称取干燥后的回收碳纤维和聚酰胺树脂；
C.将称取后的各组材料置于去除静电的金属容器内，手工预混合(该步骤混合质量不必很高，简单混合即可)；
D.将预混合后的材料置于加压密炼机中，保持压力0.3MPa，温度210℃(视聚酰胺熔点Tm和熔融指数定)，转速20-60rpm，搅拌10-15min；
E.将上述充分混合均匀的原料投入到破碎机中进行破碎造粒，得到直径为φ2-5mm的颗粒；
F.将上述颗粒投入到单螺杆螺杆挤出机中，颗粒在210-215℃的温度下，在螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为20-40rpm挤出，材料从直径为3mm的口模中挤出成线条状；
G.线材经冷却水槽充分冷却成型，然后经牵引机牵引成固定大小直径的线材。
第二部分(数值试错)：
除了采用加压式密炼机解决团聚纤维在树脂中分散不均的问题，本专利的另外一个关键点就在于采用数值模拟试错的方法，确定出密炼机混炼温度、时间和压力对树脂黏度(用熔融指数来评价)的影响，进而选择最佳充填系数保证回收碳纤维和聚酰胺树脂的充分混合。正如瑞典科学家帕尔默格伦所述，所谓的最佳充填系数，就是混炼周期最短，而且批料间的标准偏差最小的填充系数。
混炼过程中树脂的黏度对混合质量有着至关重要的影响，当树脂黏度过低时，混炼过程中树脂的剪切应力降低，不利于纤维在树脂中的混合分散。同时，树脂(纤维增强树脂)的黏度在熔融沉积3D打印过程也起着至关重要的作用。目前许多研究表明，ABS最佳的熔融指数(黏度)为2.41g/10min，PLA、PP的熔融指数的上限值不应大于10g/10min，而以杜邦公司生产的聚酰胺Zytel 101NC10为例，聚酰胺的熔融指数普遍偏高，且受温度的影响程度也较大，在标准测试载荷下(2.16kg)，某一温度下聚酰胺的熔值为49g/10min，而测试温度提高10℃后，熔值变为63g/10min。因此在混炼过程中的温度和压力(载荷)是直接影响着回收碳纤维和聚酰胺树脂的混炼效果。另外，由于聚酰胺为长链高分子热塑性聚合物，在高温或者长时间加热后，会产生长链断裂，继而发生树脂劣化的现象，劣化后的材料机械性能会大打折扣，同样长时间加热也会增加材料的热历史，影响材料的流动稳定性，对后续单螺杆线材制备和熔融沉积3D打印也有着不利的影响。而过短的混炼时间(加热时间)又有可能造成纤维和树脂的混合不均，因此本专利也开发了一种简单可靠的时间确定方法。
基于上述的考量，选择一款熔融指数相对较低的聚酰胺，例如但不限于Plaskon
Figure BDA0002588560470000081
5g/10min(231℃/2.16kg)，采用了一系列数值试错的方法进行参数探究：
(1)差示扫描量热法(DSC)：首先对待加工的聚酰胺树脂进行了差示扫描量热法测试，确定出该种树脂的熔融温度(Tm)，如190℃。
(2)熔融指数(MFI)测试：按照每10℃为间隔测定标准载荷(2.16kg)下，200-280℃的熔融指数。
(3)单螺杆加工数值模拟：根据前述熔融指数的结果值，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，选择填充系数大于0.9的最低温度，并确定打印线材在单螺杆加工过程中材料的内部压力大小(0.119-1.067MPa)，210℃，如图1、图2所示。
(4)根据单螺杆加工的数值模拟结果，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，采用五因子两水平四分之一次试验加4个中心点重复的因子试验方法，对加压密炼机在五个不同的加工参数(混炼温度、混炼时间、混炼转速、混炼转子组的旋转方向和系统压力)下的纤维填充系数进行数值模拟，确定加工中影响显著的加工参数，如下表及图3、图4所示，可以知道影响纤维填充系数的关键因素是混炼时间。
Figure BDA0002588560470000091
根据密炼机加工的数值模拟结果，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，加工参数选择压力0.3MPa，温度210℃对比混炼时间10分钟和15分钟的结果，如图5、图6所示，可以知道最优的混炼时间为15分钟。
(6)实际加工：采用加压式密炼机对5％回收碳纤维和聚酰胺进行混炼，按照两种参数加工：1.压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间10min,；2.压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间15min,加工完成后,对样品进行造粒。
(7)热重分析(TGA)：对造粒后样品随机抽取10份进行热重分析其纤维含量,如图7、图8所示,当加工参数为压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间10min,粒料的纤维含量平均为79％,这与之前的数值模拟非常接近,而当加工参数变为压力0.3MPa，温度210℃，混炼时间15min,测试结果基本都稳定在5％(热重变化95％)。
(8)熔融指数(MFI)测试：对于5％回收碳纤维增强聚酰胺粒料重复(2)的实验，同时引入不同载荷作为变量，如载荷1.2kg(换算成压力约为0.17MPa，对应密炼过程和单螺杆造丝过程的压力0.118Mpa)和10kg(换算成压力约为1.4MPa，对应密炼过程和单螺杆造丝过程的压力1.067Mpa)并结合(2)的结果建立回归方程形式为ln(MFI)＝-A–B*纤维含量+C*温度+D*载荷(其中A、B、C和D均为正数常数)。
(9)线材制备参数预测：根据熔融指数的回归方程，结合5％回收碳纤维增强聚酰胺粒料在210℃，载荷2.16kg(对应压力0.3MPa)时的熔融指数数值，可以准确的预测出其余不同纤维含量的回收碳纤维增强聚酰胺的密炼、单螺杆制造过程，同时通过熔融指数的数值也可以很好的预测不同纤维含量线材在3D打印时的打印参数。
(10)MFI测试验证：按照预测的密炼参数，对不同纤维含量的回收碳纤维增强聚酰胺进行MFI验证，发现具有很好符合性。
综述所示，以上的步骤总结如图9所示。
第三部分(案例应用)：
制备好的回收碳纤维增强聚酰胺线材通过熔融沉积3D技术打印技术制备成标准弯曲样件，按照MFI回归方程的数值确定，打印温度为250℃、底板温度为80℃、打印速度为15mm/s、打印层厚为0.1mm，其打印质量与商业化的聚酰胺6线材样件(pure PA)比较，弯曲强度和弯曲模量均有较大的提升，与商业化的原生碳纤维线材(vCF/PA)打印的样件比较，性能没有明显的下降，如图10所示。
本专利虽然采用的是一种相对熔融指数较低的聚酰胺树脂，但是对于所有纤维增强热塑性树脂都有普遍的指导性，如果树脂牌号不能选择并且熔融指数又很高时，可以通过本专利的数值模拟预测出相对合理的熔融指数上限值，再进行树脂的改性，如加入降低树脂黏度的助剂等，但该方法依然具有普遍的通用性。

Claims (6)

1.一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)将回收碳纤维和聚酰胺分别在100℃下干燥6-12h；
(2)按照回收碳纤维5-40wt.％，聚酰胺95-60wt.％的质量百分比配方，称取干燥后的回收碳纤维和聚酰胺；
(3)将称取后的各组材料置于去除静电的金属容器内，手工预混合；
(4)将预混合后的材料置于加压密炼机中，保持压力0.3MPa，转速20-60rpm，以及根据聚酰胺熔点Tm和熔融指数确定的温度，搅拌10-15min；
(5)将上述充分混合均匀的原料投入到破碎机中进行破碎造粒，得到直径为φ2-5mm的颗粒；
(6)将上述颗粒投入到单螺杆螺杆挤出机中，颗粒在210-215℃的温度下，在螺杆熔腔内熔融塑化并以转速为20-40rpm挤出，材料从直径为3mm的口模中挤出成线条状；
(7)线材经冷却水槽充分冷却成型，然后经牵引机牵引成固定大小直径的线材。
2.根据权利要求1所述一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)加压密炼机的温度为210℃。
3.根据权利要求1所述一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的制备方法，其特征在于还包括数值试错的方法步骤：
(1)差示扫描量热法：对待加工的聚酰胺进行差示扫描量热法测试，确定出该种树脂的熔融温度；
(2)熔融指数MFI测试：按照每10℃为间隔测定标准载荷2.16kg下，200-280℃的熔融指数；
(3)单螺杆加工数值模拟：根据前述熔融指数的结果值，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，选择填充系数大于0.9的最低温度，并确定打印线材在单螺杆加工过程中材料的内部压力大小为0.119-1.067MPa，温度为210℃；
(4)根据单螺杆加工的数值模拟结果，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，采用五因子两水平四分之一次试验加4个中心点重复的因子试验方法，对加压密炼机在五个不同的加工参数：混炼温度、混炼时间、混炼转速、混炼转子组的旋转方向和系统压力下的纤维填充系数进行数值模拟，确定加工中影响显著的加工参数；
(5)根据密炼机加工的数值模拟结果，选取回收碳纤维质量分数为5％的纤维增强聚酰胺进行数值模拟，加工参数选择压力0.3MPa，温度210℃，对比混炼时间10分钟和15分钟的结果，得出最优的混炼时间为15分钟；
(6)实际加工：采用加压式密炼机对5％回收碳纤维和聚酰胺进行混炼，按照两种参数加工：①压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间10min,②压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间15min,加工完成后,对样品进行造粒；
(7)热重分析TGA：对造粒后样品随机抽取10份进行热重分析其纤维含量,当加工参数为压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间10min,粒料的纤维含量平均为79％；当加工参数变为压力0.3MPa、温度210℃、混炼时间15min,测试结果热重变化为95％，即粒料的最终纤维含量稳定在质量分数5％；
(8)熔融指数MFI测试：对5％回收碳纤维增强聚酰胺粒料重复(2)熔融指数MFI测试，同时引入不同载荷作为变量：①载荷1.2kg，换算成压力约为0.17MPa，对应密炼过程和单螺杆造丝过程的压力0.118Mpa；②载荷10kg，换算成压力约为1.4MPa，对应密炼过程和单螺杆造丝过程的压力1.067Mpa；结合(2)熔融指数MFI测试的结果建立回归方程形式为：ln(MFI)＝-A–B*纤维含量+C*温度+D*载荷，其中A、B、C、D是方程的回归系数，且均为正数常数；
(9)线材制备参数预测：根据熔融指数的回归方程，结合5％回收碳纤维增强聚酰胺粒料在温度为210℃，载荷为2.16kg，压力为0.3MPa时的熔融指数数值，测算出其余不同纤维含量的回收碳纤维增强聚酰胺的密炼、单螺杆制造的过程参数，通过熔融指数的数值也可测算出不同纤维含量线材在3D打印时的打印参数；
(10)MFI测试验证：按照预测的密炼参数，对不同纤维含量的回收碳纤维增强聚酰胺线材进行加工并测试MFI验证。
4.根据权利要求1-3所述一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的制备方法，其特征在于：所述聚酰胺为多种牌号，包括但不限于
Figure FDA0002588560460000031
5g/10min，231℃/2.16kg。
5.一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材，其特征在于：所述3D打印线材通过权利要求1-4所述的方法制备而成。
6.一种回收碳纤维增强聚酰胺的3D打印线材的应用，其特征在于：用于测算不同纤维含量线材在3D打印时的打印参数。
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