FDM和SLS技術用PAEK材料？威格斯是認真的

雖然在目前的某些增材製造應用中使用了PAEK材料，但現有PAEK材料最初是為注塑或擠出生產工藝開發的。隨著3D列印市場的不斷擴大，越來越多的化工企業開始涉足這一領域，開發專門用於3D列印的化工材料。英國知名聚合物供應商威格斯Victrex就正在尋求開發專為3D列印設計的聚芳醚酮(PAEK)材料。

威格斯正帶領由多家公司和機構組成的聯盟，投身於3D列印(增材製造或AM)創新。作為其關鍵角色的一部分，威格斯將以專用於增材製造工藝的新型化學配方設計為基礎，開發高性能聚芳醚酮(PAEK)聚合物新牌號。

替代金屬

的塑料

新牌號主要用於航空航天行業，這是聯盟的主要目標，但也會兼顧其他領域的應用，尤其是醫療行業。威格斯對這些正在開發中的新型聚合物擁有IP(知識產權)，同時得到英國促進創新機構創新英國（Innovate UK）的資助，幫助其推動項目向前發展。聯盟成員均為其他行業的領導者，如空客集團創新公司、EOS、埃克塞特大學、E3D-在線、HiEta技術公司、西南金屬表面處理公司、和Avon Valley精密工程公司。

目標是提高重複利用率和減少浪費

一個重要目標是提高增材製造技術「激光燒結」(LS)中所使用的粉料的重複利用率。在這種增材製造工藝中，這可顯著減少聚合物浪費並降低成本。項目還將解決層間附著力的不可預測性、以及單絲列印中零件表面光潔度等問題。

「由於不再像傳統製造業那樣需要較高的模具和設備成本，現在每個人都敏銳地意識到，增材製造能夠對工業生產產生革命性的影響，」威格斯首席執行官David Hummel指出，「這種生產技術也可生產出傳統方法無法生產的非常複雜的外形和幾何結構。高附加值和小批量應用（如飛機零部件）最能從這種生產技術中獲益，當然，其他應用領域（包括醫療）也可從中受益。」

由威格斯領導並獲得英國有關機構的資助

目前由聯盟著手進行的項目，最初是在2014年在埃克塞特大學舉辦的有關聚合物增材製造的會議上構思成形的，當時威格斯展示了一些有關新型聚合物在增材製造中擁有巨大潛力的初步成果。埃克塞特大學已經在聚醚醚酮(PEEK)聚合物增材製造方面具備了經驗和人脈資源，並能夠為聯盟帶來實際的幫助。

事實上，威格斯的PAEK聚合物已經在長絲熔融和粉料激光燒結的3D列印零件中得到應用，同時該公司還在積極開發新的解決方案。在行業內，該聯盟正著眼於為新的PAEK聚合物牌號開發新的應用領域，有望為以航空航天行業為重點的增材製造技術帶來革命性的變化。

當然，PAEK聚合物要想運用到3D列印技術上還有一段路要走，Hummel指出到2018年，該項目有望展示一些成果，證明其在技術上的可行性，並為實現增材製造技術的所有優勢開闢一條前進的道路，包括降低成本和加快產品（包括傳統方法無法生產的過於複雜的零件）上市時間。

聚芳醚酮（PEAK）是一類亞苯基環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。聚芳醚酮系列品種中，分子鏈中的醚鍵與酮基的比例（E/K）越低，其熔點和玻璃化溫度就越高。世界上有5大公司生產聚芳醚酮，分別是英國ICI、美國杜邦、美國蘇威、德國BASF 和Hoechst。

據3D科學谷的市場研究，目前國內在聚芳醚酮材料的列印還屬於空白領域，吉林大學在聚芳醚酮有不少的研究，但並沒有涉及到3D列印材料的開發。

聚芳醚酮在航空航天領域的應用價值在於金屬替代，在這方面威格斯的典型案例為COMAC（中國商用飛機有限責任公司）的可用於全新支線噴氣式客機ARJ21的高效耐用的飛機地板支架。為追求設計自由度、製造便利性和輕質以超越傳統鋁材方案，威格斯VICTREX PAEK聚合物體現了重要的商業價值。

從金屬到高性能材料的轉換目前是航空航天市場的一個既定趨勢。在商飛的案例中，PAEK聚合物被證實是用於製造承重和非承重飛機支架的一個理想選擇，適應對於部件的各種要求，兼顧強度和延展性，具有耐腐蝕性，易燃性/發煙率/毒性低，同時還保持絕緣性。

下一步，是不是將有更多的聚合物領域的公司進入到3D列印PAEK材料領域，3D科學谷將與谷友共同關注。

參考來源：威格斯

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