先進熱塑性塑料聚芳醚酮（PAEK）是一類亞苯基環(huán)通過醚鍵和羰基連接而成的聚合物。按分子鏈中醚鍵、酮基與苯環(huán)連接次序和比例的不同，可形成許多不同的聚合物。目前主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）等品種。其中，PEEK、PEKK這一類PAEK材料在3D打印領域的應用已經(jīng)出現(xiàn)，主要應用于機械制造、航空制造和醫(yī)療植入物制造領域。

SmarTech預測PAEK類材料將成為先進熱塑性塑料3D打印領域利潤最高的領域，預計到2026年,PAEK類3D打印的總收入為11.81億美元，占聚合物3D打印總收入的19% ，占所有專業(yè)級/工業(yè)級聚合物3D打印機所打印的工程級材料打印量的8%以上。

PAEK類材料可用于兩類3D打印技術(shù)，一類是基于材料擠出的FDM 3D打印技術(shù)，另一類是基于粉末床熔融的SLS（選擇性激光燒結(jié)）3D打印技術(shù)。近期，在國際上，意大利Roboze和德國INDMATEC等創(chuàng)業(yè)型公司推出了基于材料擠出技術(shù)的3D打印PEEK線材和桌面級3D打印機。Roboze在2015年宣布推出的Roboze One +400，據(jù)稱能夠?qū)崿F(xiàn)400℃的擠出溫度，可打印PEEK和PEI細絲。這款設備包括一種特殊的冷卻系統(tǒng)，能夠穩(wěn)定材料表現(xiàn)，避免高溫擠出下容易產(chǎn)生的翹曲問題。德國INDMATEC也在2015年宣布推出了首款真正可用于3D打印的PEEK線材，配套的設備上市價格約為4萬美元。國內(nèi)企業(yè)中的陜西恒通智能和Intamsys（遠鑄智能）公司已分別針對于PEEK 3D打印材料開發(fā)了基于材料擠出技術(shù)的3D打印機。

雖然目前PAEK類材料已逐漸可以用于基于材料擠出的3D打印機，但目前這類材料主要還是通過粉末床熔融3D打印設備成形的，SmarTech在總結(jié)了促進PAEK 類材料3D打印應用的因素，其中很重要的一個因素是粉末床選擇性激光燒結(jié)（SLS）3D打印技術(shù)對PEEK材料3D打印應用的推動，另一個促進因素來自于一些高成本行業(yè)的應用需求。

3D打印PEEK 航空航天空氣流導管，來源：EOS

在SLS 先進熱塑性塑料的3D打印領域，工業(yè)級3D打印設備制造商德國EOS已將PEEK材料應用于SLS 3D打印機，EOS PEEK HP3 材料是世界上首款可用于SLS 3D打印設備的PAEK類材料，這款材料是針對EOS 的高溫系統(tǒng)EOSINT P 800而開發(fā)的。通過這款材料和系統(tǒng)，PEEK 可用來制造醫(yī)療植入物、航空航天、汽車等行業(yè)的零部件。

材料的應用端，如：航空航天、能源行業(yè)，需要用來PAEK類的材料制作一些高強度、輕質(zhì)以及具有復雜幾何形狀的3D打印零部件或產(chǎn)品。根據(jù)3D科學谷的市場研究，在波音的太空出租車中將安裝600多件3D打印部件，這些3D打印部件中就有牛津性能材料的PEKK3D打印材料：OXFAB-N和OXFAB-ESD。這些材料具有高度耐化學性和耐熱性，在零下300至300攝氏度之間既可以承受發(fā)射時的高溫，同時抵抗火焰和輻射，也可以承受太空中的極低溫度，這對于高性能的航空航天和工業(yè)零部件十分關(guān)鍵。定制化高端直升機內(nèi)飾領域的領導者MAG公司，已使用Roboze的3D打印PEEK 線材和基于擠出技術(shù)的3D打印機為其直升機內(nèi)飾制造定制化的PEEK零部件。

醫(yī)療市場的應用需求，也是推動PAEK類材料3D打印市場增長的主要力量。SmarTech預計，采用PEEK/PEKK材料制作的醫(yī)療植入物會增加，美國牛津性能材料公司的SpineFab植入物產(chǎn)品就是對激光燒結(jié)PEKK部件承載能力的一次認證。一些研究表明PEKK材料的植入物不僅能帶來合適的承載強度，整體質(zhì)量也較輕。

隨著用于材料擠出和聚合物粉末床熔融技術(shù)的先進熱塑性材料不斷向市場普及開放，這些材料的增長將進一步依賴于特殊應用的開發(fā)，這些應用具有替代高性能產(chǎn)品及行業(yè)中現(xiàn)有的金屬結(jié)構(gòu)與部件的潛力。