導讀：PEEK、碳纖維復合材料和陶瓷纖維復合材料具有與金屬相似的耐溫性、耐機械沖擊性和耐化學性。由這些聚合物和復合材料制成的零件具有很多優(yōu)異的性能，那么用3D打印的高性能聚合物材料和復合材料部件代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造的金屬部件可行嗎？

簡介：由于3D打印技術(shù)可以根據(jù)患者的需要定制植入物的形狀，并且可以準確控制植入物的復雜微觀結(jié)構(gòu)，因此可以實現(xiàn)植入物的形狀和力學性能對身體的雙重適配。 在骨科植入醫(yī)療器械領(lǐng)域備受青睞，發(fā)展迅猛。

BOND3D公司成立于 2014 年，自稱是業(yè)內(nèi)第一家能夠使用高性能聚合物（如 PEEK）3D 打印功能性最終用途部件而不會失去材料固有特性的公司。與傳統(tǒng)的 FFF 不同，Bond3D 的專利技術(shù)是一種壓力控制的擠出工藝，據(jù)報道，打印出來的細絲的最終部件密度超過 99%。由此產(chǎn)生的各向同性部件保留了其基礎(chǔ)材料的整體特性，很像通過注塑成型生產(chǎn)的部件。

美國理海大學的Chya-Yan Liaw等使用了三點彎曲試驗研究了3D打印工藝參數(shù)（包括噴嘴溫度、打印速度、層高和等待時間）對PEEK試件層間結(jié)合強度的影響，并根據(jù)結(jié)果開發(fā)了一種實驗設(shè)計方法研究了打印參數(shù)與最終使用特性（包括彎曲應力、斷裂應變、彎曲模量、結(jié)晶度）之間的相關(guān)性。

對于修復下頜缺損的植入物設(shè)計，傳統(tǒng)的面向形狀的仿生設(shè)計已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ芊律O(shè)計?？紤]到個體差異和疾病復雜性，提倡定制設(shè)計以促進功能和美學的恢復。此外，隨著增材制造技術(shù)的進步，3D打印為定制植入物的制造提供了技術(shù)支持，并引起了生物醫(yī)學應用的極大興趣。

2021年8月4日，自巴塞爾大學的研究人員開發(fā)了一種新型的3D打印植入物，用于治療眼窩骨折，并降低了術(shù)后的排斥風險。

波蘭 3D打印機制造商 Zortrax 推出了其新型太空級 Z-PEEK 3D打印耗材。與航空航天部門合作創(chuàng)建的基于 PEEK 的材料具有令人印象深刻的抗輻射、耐高溫和耐磨性。據(jù)報道，Z-PEEK 專為與該公司的 Endureal FDM 3D 打印機一起使用而設(shè)計，是“地球上最強的聚合物之一”，其強度與不銹鋼相似。各個全球航天機構(gòu)已經(jīng)通過一系列熱真空測試和長時間暴露測試將這種材料用于太空任務，并應用于太空系統(tǒng)、艙外飛機部件和其他高性能機械部件。

作為3D打印應用的主要領(lǐng)域之一，航空航天設(shè)備因為這種新型的制造技術(shù)獲得更多的變化。借助3D打印不僅可以生產(chǎn)衛(wèi)星內(nèi)部的零件，也能夠生產(chǎn)聚合物外殼等關(guān)鍵零件，用來幫助衛(wèi)星更好地在宇宙中的惡劣環(huán)境中生存。意大利3D打印機制造商ROBOZE與科羅拉多大學博爾德分校合作開發(fā)了一種超耐用的CubeSat，它將很快發(fā)射到軌道上，并用于觀測宇宙風暴的進程。

INTAMSYS已安裝了1,500多臺具有高溫功能的3D打印機，在高性能材料（例如PEEK，PEKK，PAEK和PEI）的AM市場上處于領(lǐng)先地位。但是，與此相鄰的是，對具有出色性能的3D打印工程塑料的關(guān)注有限，這些塑料還需要較高的溫度，但對打印過程的要求并不高。INTAMSYS擁有完整的工業(yè)耐高溫長絲打印機生產(chǎn)線，除了高性能塑料外，它還專注于這一細分市場。

2020年10月23日，密歇根理工大學Joshua Pearce教授的實驗室開發(fā)出了一種開源的3D打印機，能夠用聚醚醚酮（PEKK）和聚醚酰亞胺（PEI，ULTEM）等高溫塑料進行打印。而且，這套系統(tǒng)的零件成本不到1000美元，這個項目的成果發(fā)表在《HardwareX》上。