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FDM是 PEEK增材制造的另一種方法。在這種技術(shù)中，需要使用可以處理高溫（360℃以上）的擠出機(jī)頭來(lái)進(jìn)行熔融擠出，以熔化PEEK。Vaezi 等人通過(guò)熔融擠出PEEK線材制造了多孔PEEK物體，包括人體骨骼結(jié)構(gòu)的模型樣本。
然而采用FDM對(duì)PEEK材料進(jìn)行打印具有挑戰(zhàn)性，這主要是因?yàn)楦邷卮蛴?、層間附著力差導(dǎo)致制造部件質(zhì)量下降以及缺乏合適的進(jìn)料材料。因此需要研究打印參數(shù)對(duì)PEEK 制件的機(jī)械和熱性能的影響。這些參數(shù)包括打印溫度、打印速度、層厚、光柵角度和噴嘴直徑。
Spece等人通過(guò)FDM制造了多孔的PEEK，并且研究了孔隙結(jié)構(gòu)形態(tài)、力學(xué)性能和生物反應(yīng)，其中多孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是基于最簡(jiǎn)單的直線圖案和三重周期最小表面（TMPS）的陀螺拓?fù)浜徒饎偸負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。多孔尺寸與設(shè)計(jì)的多孔尺寸（600μm）相似（p＞0.05），平均壓縮彈性模量在210 - 268MPa，屈服強(qiáng)度為6.6 - 17.1MPa，其中TMPS結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度最大，并且SEM成像顯示細(xì)胞附著并橋接在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)當(dāng)中，具有更高的細(xì)胞活性。
FDM帶來(lái)的不可避免的缺陷以及PEEK的高熔體粘度，Xu等人研究了噴嘴溫度以及分子量對(duì)FDM打印PEEK制件的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。中等分子量的PEEK表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性。當(dāng)噴嘴溫度為410℃時(shí)，PEEK - 033G的缺陷明顯減少，抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度分別達(dá)到96MPa和115MPa，接近注塑成型性能。此外，Z軸方向的拉伸強(qiáng)度用于表征層間結(jié)合強(qiáng)度，隨著PEEK粘度的降低，層間粘合強(qiáng)度隨之增加。預(yù)計(jì)這些發(fā)現(xiàn)可以為FDM 3D打印PEEK提供更多的見(jiàn)解。
Wang等人首次使用有限元分析（FEA）來(lái)模擬PEEK在流道中的熔體變化和流動(dòng)性，已確定FDM所需的打印參數(shù)，從而使得3D打印的PEEK制件具有優(yōu)異表面質(zhì)量和機(jī)械性能。通過(guò)分析仿真結(jié)果，以指導(dǎo)未來(lái)打印系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并優(yōu)化參數(shù)，并通過(guò)FDM實(shí)驗(yàn)來(lái)研究各種打印參數(shù)對(duì)PEEK零件的機(jī)械性能、微觀結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，當(dāng)噴嘴溫度為440℃、打印速度為20mm/s、打印層厚為0.1mm時(shí)，可以提高PEEK零件的密度、減少內(nèi)部缺陷、加強(qiáng)3D打印層之間的結(jié)合并降低表面粗糙度。
Hu等人基于有限元模擬和試驗(yàn)結(jié)果，提出了對(duì)常規(guī)熔融沉積3D打印設(shè)備的幾項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。在噴嘴處增加了集熱器，可以顯著提高打印過(guò)程中溫度場(chǎng)的均勻性，提高成型零件的最終強(qiáng)度。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)二自由度平臺(tái)，可以減少因環(huán)境溫度而引起的翹曲變形。采用這樣改進(jìn)的設(shè)備形成的試樣具有最高的結(jié)晶度，并且翹曲率可以從20.4%下降到5.0%，彈性模量可以增加20.1%。
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