3D打印中的PEEK：一种耐用且要求严格的材料

3D打印中的PEEK：一种耐用且要求严格的材料

聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能的半结晶热塑性塑料，在3D打印领域备受关注。它以其卓越的机械性能、耐热性和耐磨性而闻名，广泛应用于航空航天、医疗和汽车等领域。本文将详细介绍PEEK的生产特点、在3D打印中的应用及其在不同领域的具体用途。

PEEK的生产及特点

聚醚醚酮（通常称为PEEK）是一种半结晶热塑性塑料，因其机械性能而在制造业中广为人知。几年来，它一直是增材制造领域的流行材料，如今可用于所有FDM/FFF机器的长丝形式，并且我们开始看到用于SLS工艺的粉末形式。PEEK主要用于航空航天、医疗和汽车领域，耐热、耐磨，并且由于其重量/强度比可以替代某些金属。请注意，它是一种要求很高的3D打印材料，难以打印，并且需要一定的先决条件。那么PEEK在3D打印方面有哪些特点呢？

PEEK属于PAEK（聚芳醚酮）家族，以其高热机械性能而闻名。如果我们看看行业中不同聚合物的金字塔，PEEK处于高性能聚合物类别的最顶端。其分子结构由一个酮和两个醚组成，它们是羰基家族的有机化合物，包含碳原子和氧原子之间的双键。它于20世纪70年代末首次上市，由于其卓越的性能，很快引起了航空或电子等领域的兴趣。如果我们对它的结构感兴趣，请注意它是一种半结晶聚合物，也就是说，大约30%的材料质量在打印过程中结晶。当它熔化时，其分子在热的作用下部分排列在一起，形成一定的顺序，直到完全凝固。这使得尤其可以在温度升高时保持其机械特性。虽然这种半结晶结构有很多优点，但您应该知道，在增材制造中，这涉及更复杂的打印过程：PEEK是一种技术性很强的材料，需要经验和适当的机器。

PEEK是高性能材料之一

PEEK在3D打印中的应用

3D打印时，必须控制PEEK结晶过程。事实上，部分材料会结晶，改变材料的密度。因此，有必要保持高温水平——挤压、板材和外壳——并避免这些温度的任何波动。要3D打印PEEK，您需要一台配备温度可达400°C的挤出机、加热至120°C的外壳和230°C的加热板的3D打印机，以正确分离零件并避免翘曲。就化学反应而言，材料在打印过程中改变密度，然后在冷却时收缩。

发展

如果PEEK是一种要求很高的材料，那么还必须说它为制造商提供了非常有趣的机械和化学特性：它非常耐热和耐磨，具有高耐化学性，可消毒并且具有介电性能。PEEK还具有较高的重量强度比，通常用于替代某些金属。最后，PEEK具有阻燃性，这将使其成为航空航天等受火灾/烟雾限制严重的领域的有趣的3D打印材料。如果我们将其与其他高性能热塑性塑料进行比较，PEEK在机械强度方面超过了ULTEM。

照片来源：Apium

不同的应用领域

3D打印中的PEEK对于医疗领域来说特别有趣：它具有生物相容性和可消毒性，可用于一定数量的应用，包括制造定制植入物。事实上，PEEK具有与人骨相似的特性：使用PEEK的3D打印植入物可以促进植入物周围组织的重建，从而加速骨整合。一些公司也转向使用PEEK的3D打印来设计个性化医疗设备，例如FossiLabs。

航空航天和汽车也是PEEK 3D打印常见的市场。增材制造使得制造更高效、更轻量、定制和按需零件成为可能：再加上高性能材料的使用，这就更加有趣了。PEEK将提供更高的耐磨性和耐温性，同时优化重量，这是此类领域的关键部件。用PEEK制成的零件已经被送入太空。证明这种材料可以满足最苛刻的领域。

采用PEEK 3D打印的骨科部件（照片来源：Apium）