摩擦磨损在全球范围内导致大量能源消耗、材料损失和二氧化碳(CO₂)排放。在汽车领域,近三分之一的燃料都用于克服摩擦,材料的严重磨损会缩短使用寿命并降低许多运动部件在使用过程中的可靠性。因此,加快发展新材料具有重要的战略意义。
随着科学技术的发展,聚合物自100年前由赫尔曼·斯陶丁格首次定义以来,便以惊人的速度在材料科学领域发展起来。在二十世纪五十至六十年代,P.J.Flory建立的高聚物反应动力学统计理论成为聚合物研究的重要里程碑。高分子科学经过几十年的发展,同金属材料和非金属材料一样,在人类社会发展中起着顶梁柱的作用。

目前,聚合物材料凭借其优异的自润滑特性、易于制造、免维护、轻质高强等优点,越来越多地用作干滑动条件下不同运动系统的摩擦学部件。这种材料通常填充增强或功能性填料,以确保在不同负载条件下,特别是高环境温度下,具有优异的力学性能和摩擦学性能。因此,高性能聚合物(如聚芳醚酮、聚醚醚酮和聚酰亚胺等)是此类应用的主要候选材料。

然而,这些材料存在一些问题。它们在大部分试剂当中难以溶解,而且熔点较高,在应用过程中难加工成型。研究人员一直从材料本身以及制造设备的改良等方面来解决这些问题。
因此,寻找一种可以快速制造复杂结构聚醚醚酮制件的技术成为目前研究的热点。3D打印技术通过结构设计层面为实现快速制造复杂结构带来了可行性,从而响应新时代发展新材料的号召,实现聚醚醚酮特种工程塑料的产业化。

增材制造(AM),又名3D打印,已经引起了工业界以及研究和学术界越来越多的兴趣。人们从产品的设计、制造方式以及消费者使用情况的角度出发,目前已经开发出更便宜、更快的增材制造技术,可以高效率生产出高质量的制件。并且,用于3D打印的聚合物材料也将开发出更广泛的特性。