PEEK不同温度生产及性能影响

PEEK样品分别在低于、大约和高于PEEK熔点的温度下进行生产，然后与市售PEEK材料进行比较。干滑动摩擦学测试、硬度和XRD的结果表明，加工温度对硬度和结晶度有很大的影响，进而影响摩擦学行为。

FDM增材制造PEEK的挑战与基础研究

FDM是 PEEK增材制造的另一种方法。在这种技术中，需要使用可以处理高温（360℃以上）的挤出机头来进行熔融挤出，以熔化PEEK。Vaezi 等人通过熔融挤出PEEK线材制造了多孔PEEK物体，包括人体骨骼结构的模型样本。

然而采用FDM对PEEK材料进行打印具有挑战性，这主要是因为高温打印、层间附着力差导致制造部件质量下降以及缺乏合适的进料材料。因此需要研究打印参数对PEEK 制件的机械和热性能的影响。这些参数包括打印温度、打印速度、层厚、光栅角度和喷嘴直径。

FDM制造多孔PEEK的研究成果

Spece等人通过FDM制造了多孔的PEEK，并且研究了孔隙结构形态、力学性能和生物反应，其中多孔结构的设计是基于最简单的直线图案和三重周期最小表面（TMPS）的陀螺拓扑和金刚石拓扑结构。多孔尺寸与设计的多孔尺寸（600μm）相似（p＞0.05），平均压缩弹性模量在210 - 268MPa，屈服强度为6.6 - 17.1MPa，其中TMPS结构的强度最大，并且SEM成像显示细胞附着并桥接在拓扑结构当中，具有更高的细胞活性。

喷嘴温度及分子量对FDM打印PEEK的影响

FDM带来的不可避免的缺陷以及PEEK的高熔体粘度，Xu等人研究了喷嘴温度以及分子量对FDM打印PEEK制件的力学性能和微观结构的影响。中等分子量的PEEK表现出良好的流动性。当喷嘴温度为410℃时，PEEK - 033G的缺陷明显减少，抗拉强度和抗弯强度分别达到96MPa和115MPa，接近注塑成型性能。此外，Z轴方向的拉伸强度用于表征层间结合强度，随着PEEK粘度的降低，层间粘合强度随之增加。预计这些发现可以为FDM 3D打印PEEK提供更多的见解。

有限元分析在FDM打印PEEK中的应用

Wang等人首次使用有限元分析（FEA）来模拟PEEK在流道中的熔体变化和流动性，已确定FDM所需的打印参数，从而使得3D打印的PEEK制件具有优异表面质量和机械性能。通过分析仿真结果，以指导未来打印系统的设计并优化参数，并通过FDM实验来研究各种打印参数对PEEK零件的机械性能、微观结构和表面质量的影响。结果表明，当喷嘴温度为440℃、打印速度为20mm/s、打印层厚为0.1mm时，可以提高PEEK零件的密度、减少内部缺陷、加强3D打印层之间的结合并降低表面粗糙度。

FDM打印设备改进及效果

Hu等人基于有限元模拟和试验结果，提出了对常规熔融沉积3D打印设备的几项结构设计进行改进。在喷嘴处增加了集热器，可以显著提高打印过程中温度场的均匀性，提高成型零件的最终强度。同时设计了一个二自由度平台，可以减少因环境温度而引起的翘曲变形。采用这样改进的设备形成的试样具有最高的结晶度，并且翘曲率可以从20.4%下降到5.0%，弹性模量可以增加20.1%。

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