与现有技术相比，3D打印（AM）提供了一种更为经济有效、自动化的制造过程，它可以实现数字化的库存，同时为工程的设计提供了更大的灵活性。熔丝制造（FFF）也称熔融沉积制造（FDM），是热塑性聚合物最常用的3D打印技术之一。在FFF工艺中，将热塑性长丝送入加热的喷头中，熔化或液化，然后挤出并沉积在构建模型的基板上。当熔融材料沉积时，台架在水平x-y平面内移动喷头。然后，在完成x-y平面中的沉积之后，加热底板垂直移动（在z轴上）。沉积层固化并与相邻层粘合/焊接，形成所需的3D几何形状。

据了解，PEEK是一种高性能的热塑性塑料，即使在高达240°C的温度下也具有优异的机械和化学耐受性，PEEK还具有优异的耐水解性并提供防火，防烟和防毒性能。PEEK已用于汽车，航空航天，石油和天然气等领域。本文研究的重点是PEEK的FFF用于制造生物植入物，以便有效地利用其性能，如生物相容性、疲劳性和耐磨性。本文首先讨论FFF制备PEEK样品的工艺参数，然后进行拉伸，弯曲和断裂韧性的测试，包括与DIC的光学应变映射，为PEEK的FFF制造提供了指导，使其能够实现在骨科植入物的应用。 研究方法 本文使用Indmatec HPP 155装置（Apium Additive Technologies GmbH）制备FFF样品，使用由Victrex®PEEK450G制成的直径为1.75mm的长丝，经过压力机构将长丝送入0.4mm直径的喷头，本研究中使用的FFF工艺参数如下： 喷头移动速度：800mm/min；第一层：300mm/min 喷头温度：410℃；第一层390℃ 基板温度：100℃ 层厚：0.1mm；第一层：0.18mm 挤压宽度：0.48mm 填充图案：直线 填充比重：100%

拉伸实验在具有2.5kN测力传感器的Zwick-Roell Z005万能实验机（UTM）上进行，在环境温度（~20℃）下，根据ISO 527以1mm / min的恒定十字头速度进行拉伸测试。FFF-PEEK拉伸样件如图2所示。

根据国际标准ISO 178，在环境温度（~20℃）下在具有2.5kN测力传感器的Zwick-Roell Z005万能实验机（UTM）上以2mm / min的恒定十字头速度进行三点弯曲实验。进行断裂实验以评估3D打印PEEK的模式I断裂韧性。根据ASTM D5045-14标准测量FFF-PEEK试样的拉伸断裂性能，以测量聚合物的平面应变断裂韧性。

结论

根据ISO 527-1：2012，拉伸强度是在拉伸实验期间观察到第一局部最大值的应力。因此，在屈服点评估H-0°样品的拉伸强度，而在失效点评估H-90°和V-90°样品的拉伸强度，H-0 °试样表现出最高的杨氏模量和拉伸强度，其次是H-90°和V-90°（图4和表1）。在H-0°试样中，拉伸加载力方向平行于丝材走线方向，因此该样品显示出更高的杨氏模量和拉伸强度。 H-90°的杨氏模量和拉伸强度值分别比H-0°低7％和12％。由于熔融的丝材之间优异的界面结合，H-90°试样表现出接近H-0°试样的性能。

H-0°样件在110％应变下评估失效，因此横截面积较小，宏观空隙较大。 红色，黄色和白色（箭头和圆圈）分别表示z制造方向，走线方向和负载方向。 圆圈表示垂直于表面的方向。

断裂实验结果显示了FFF工艺参数对断裂韧性的影响。 H-0°样件表现出最好性能，其次是H-90°和V-90°，如载荷-位移曲线（图9）和KIC（表3）所示。

讨论 本文给出了FFF制备PEEK样品的拉伸、弯曲、断裂韧性，实验逻辑紧密，实验充分，系统的研究了FFF工艺参数对PEEK样件力学性能的研究，为PEEK在医学中的使用提供了较为充分的工程理论。文中大量地方值得我们学习，例如图表的制备，图表清晰易懂，逻辑性性强，为我们今后做类似的力学实验提供借鉴。