PEEK（聚醚醚酮）作為一種可在航空航天、醫(yī)療植入物等多領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固、更輕量的部件，同時具備極高的耐熱性、耐化學腐蝕性、耐磨性及生物相容性，因此廣泛應用于幾乎所有工業(yè)領域。

    在電氣工程中，PEEK憑借優(yōu)異的電絕緣性能成為關鍵部件的理想材料；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用。

    將PEEK的卓越性能與3D打印技術結合，可實現(xiàn)用耐極端環(huán)境材料制造幾乎任何定制形狀和復雜結構的目標。

    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)動機部件等領域逐漸替代金屬的趨勢。

    PEEK的典型應用案例

    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)批準的3D打印多孔PEEK結構植入物，并實現(xiàn)商業(yè)化應用。

    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，進一步拓展了PEEK在醫(yī)療領域的應用邊界。

    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認證，該系統(tǒng)整合了分割與3D建模軟件、3DSystems打印機及Evonik的PEEK樹脂，形成完整的FDA批準工作流程。

    專為PEEK設計的3D打印機

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

    并非所有3D打印機都適合PEEK

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

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

    打印速度與層高的優(yōu)化

    PEEK打印需嚴格設置速度與層高參數(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）。盡管部分打印機宣稱速度可達400-500毫米/秒，但PEEK實際無法以如此高速完成高質量打?。ㄆ渌こ滩牧匣蚩蛇m用此類速度）。

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