PEEK（聚醚醚酮）作為一種可在航空航天、醫(yī)療植入物等多領(lǐng)域替代金屬的高性能聚合物，是制造業(yè)中備受青睞的熱塑性塑料之一，其優(yōu)勢顯著。它能制造出比不銹鋼和鋁更堅(jiān)固、更輕量的部件，同時(shí)具備極高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性及生物相容性，因此廣泛應(yīng)用于幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域。

    在電氣工程中，PEEK憑借優(yōu)異的電絕緣性能成為關(guān)鍵部件的理想材料；在石油天然氣行業(yè)，其長期耐壓和耐磨特性也得到充分應(yīng)用。

    將PEEK的卓越性能與3D打印技術(shù)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)用耐極端環(huán)境材料制造幾乎任何定制形狀和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。

    這也解釋了為何3D打印PEEK部件在航天器、骨科植入物及高性能賽車發(fā)動機(jī)部件等領(lǐng)域逐漸替代金屬的趨勢。

    PEEK的典型應(yīng)用案例

    美國首例3D打印脊柱植入物：2023年4月，Curiteva公司采用Evonik的VestaKeepi43DFPEEK長絲制造的3D打印脊柱植入物成功植入患者體內(nèi)，成為美國首例獲FDA510(k)批準(zhǔn)的3D打印多孔PEEK結(jié)構(gòu)植入物，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

    NvisionBiomedicalTechnologies的突破：2024年9月，該公司基于InvibioBiomaterialSolutions的PEEK-Optima聚合物開發(fā)的3D打印脊柱植入物獲得FDA批準(zhǔn)，進(jìn)一步拓展了PEEK在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用邊界。

    3D打印PEEK顱骨植入物獲批：2024年4月，VSPPEEK顱骨植入系統(tǒng)通過FDA認(rèn)證，該系統(tǒng)整合了分割與3D建模軟件、3DSystems打印機(jī)及Evonik的PEEK樹脂，形成完整的FDA批準(zhǔn)工作流程。

    專為PEEK設(shè)計(jì)的3D打印機(jī)

    隨著對PEEK3D打印需求的增長，制造商正推出更經(jīng)濟(jì)、更大尺寸、更易操作的專用設(shè)備，推動該材料從高端工業(yè)向更廣泛領(lǐng)域普及。盡管PEEK仍是成本最高的增材制造聚合物之一（但遠(yuǎn)低于多數(shù)金屬），且加工難度較高，其可及性已顯著提升。

    并非所有3D打印機(jī)都適合PEEK

    PEEK線材卷外觀與其他塑料線材無異，但實(shí)際打印需更高要求：必須配備超高溫?cái)D出噴嘴（300°C以上）、加熱打印床及恒溫打印腔。部分先進(jìn)設(shè)備還采用局部加熱技術(shù)（如Solvay特種聚合物的Orion3D打印機(jī)），通過直接加熱材料至320°C（而非僅加熱空氣），實(shí)現(xiàn)Z軸方向上優(yōu)于注塑成型的層間結(jié)合效果。

    PEEK打印的成敗關(guān)鍵在于溫度控制與冷卻速率。Solvay聚合物科學(xué)家兼3D打印PEEK專家BrianAlexander指出，局部控溫與打印腔溫度管理對結(jié)晶過程至關(guān)重要，直接影響最終部件的機(jī)械性能。

    打印速度與層高的優(yōu)化

    PEEK打印需嚴(yán)格設(shè)置速度與層高參數(shù)。材料數(shù)據(jù)表通常建議打印速度為15-45毫米/秒（具體因品牌而異）。盡管部分打印機(jī)宣稱速度可達(dá)400-500毫米/秒，但PEEK實(shí)際無法以如此高速完成高質(zhì)量打?。ㄆ渌こ滩牧匣蚩蛇m用此類速度）。

    目前，PEEK主要通過FDM技術(shù)以線材形式加工，但顆粒料與選擇性激光燒結(jié)（SLS）粉末形式的應(yīng)用也在推進(jìn)，盡管SLS工藝在PEEK打印中尚未普及。