特斯拉机器人使用PEEK减重，多股涨停！国内3D打印方案已突破性发展

当地时间12月12日晚，特斯拉CEO埃隆·马斯克发布了特斯拉人形机器人Optimus（擎天柱）的最新视频。资料显示，第二代人形机器人Optimus与第一代相比，行走速度提高了30%、重量减轻了10kg，平衡力及全身控制均得到了提高。虽然特斯拉未透露减重的具体方法，但其轻量化特征引发市场广泛关注，有观点猜测，减重“秘籍”在于使用了PEEK材料。

根据化工新材料，聚醚醚酮（PEEK）是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料，在航空航天、核能电力、电子信息、医疗、石油开采、汽车等高技术领域中得到广泛应用。在全球市场中，聚醚醚酮在交通运输领域应用最为广泛，占比达到40.2%左右，机械化工领域占比约为25.3%，电子信息领域占比达24.4%，医疗及其他领域应用占比约为10.1%。

根据相关消息，特斯拉机器人使用了PEEK材料进行减重，使用轻量化材料能够提高机器人负载和灵活性，助力人形机器人高端进阶。据测算，生产1000万台人形机器人将产生350亿元PEEK需求。未来国产PEEK存在175亿元的增量市场。

相关券商将PEEK与3D打印联系在了一起，相对于增材制造这个很小但又很新的技术来说，实属意外。需要指出的是，3D打印技术参考已经注意到，PEEK的3D打印，在工艺与市场方面均有不错的表现。

一. PEEK 3D打印，非常困难

PEEK的3D打印无论采用激光烧结还是挤出，都是非常困难的。

3D打印技术参考在《3D打印中的PEEK：一种耐用且要求苛刻的材料》一文中提到，PEEK的熔点极高，玻璃化温度143℃，熔点达到343℃，使其加工极其困难。无论是采用FFF/FDM挤出还是SLS烧结，打印温度设置通常接近400℃，且对温度场稳定性和均匀性要求非常严格。PEEK的3D打印必须掌握其结晶过程，由于部分结晶，材料的密度会发生改变，因此有必要保持高温水平并避免温度出现波动。

3D打印聚合物性能金字塔

对于挤出工艺，喷嘴的温度应持续保持在约400°C，腔室温度加热至约100°C，底板加热至约200°C，这些条件已经远远超出了普通挤出3D打印机的工艺设置。只有在这种苛刻条件下，才能降低PEEK打印时的翘曲、使打印件充分均匀结晶。就化学反应而言，材料在打印过程中会改变密度，然后在冷却时收缩。不过，挤出工艺率先取得了突破，国内有多家企业开发出了相关装备，在医疗、航空航天、能源等领域取得了应用，获得了商业成功，如一迈智能、陕西聚高、远铸智能等。

对于激光烧结工艺，PEEK的SLS 3D打印也是一件非常困难的事情。在《超高温SLS｜聚合物粉床3D打印技术的重要发展》一文中，3D打印技术参考提到，PEEK的熔点远远高出了常规打印材料如PA12或PA6的200℃左右。为防止成形过程中的零件翘曲变形，要求PPEK的烧结预热温度设置在330-337℃的(激光烧结窗口)范围内。而老化的PEEK粉末熔点更高，烧结窗口更窄，预热温度设置更是接近400℃，对温度场稳定性和均匀性要求更加严格。对于基于激光烧结工艺的PEEK打印，实际上多年来只有德国EOS具备这项技术，但这一现状已被打破。

二. 激光烧结PEEK 3D打印获突破

2022年4月，3D打印技术参考报道了华科史玉升教授团队开发出能3D打印PEEK的激光烧结SLS设备并成功实现临床应用（点击）的消息。该团队研发出了针对PEEK材料的高温粉末床激光烧结（HT-LPBF）增材制造成套技术；同时还与协和医院杨操教授团队共同承担国家重点研发计划项目“高性能聚合物材料个性化仿生内植入物增材制造技术及临床应用研究”，实现了复杂结构PEEK骨植入物的快速个性化定制及临床应用。

2023年11月，3D打印技术参考报道了华曙高科在PEEK稳定高效烧结和高熔点粉末3D打印方面突破的消息。华曙高科于2023年9月发布面向超高温烧结产业化应用的高分子增材制造系统——UT252P，成功实现对PEEK等高温材料的稳定高效烧结。

华曙高科采用SLS技术3D打印的假体

华曙高科采用SLS技术3D打印PEEK

从目前的结果看，PEEK的激光烧结3D打印制造，已经在国内获得攻克！除了华曙高科和华科团队，实际上西交大团队也取得了重大突破。

三. 激光烧结的PEEK假体获注册

笔者也未能想到，采用激光烧结3D打印的PEEK假体在临床应用方面竟能取得如此快的速度。

11月3日，中国药闻发布消息，国家药品监督管理局经审查，批准了西安康拓医疗技术股份有限公司生产的创新产品“增材制造聚醚醚酮颅骨缺损修复假体”注册。该产品基于患者颅骨缺损的影像学数据，创新性采用聚醚醚酮医用粉料，经选择性激光烧结增材制造加工而成，能够匹配患者缺损部位，通过三维嵌入方式实现颅骨缺损替代，恢复患者原颅骨曲率实现缺损区三维重建。

来自康拓医疗

此外，该产品还解决了聚醚醚酮粉末在选择性激光烧结成形中的回收问题，在同等临床效果基础上，提高材料利用率，降低生产成本。产品上市将为患者治疗提供新选择。

聚高增材专注于以聚醚醚酮及其复合材料为代表的高性能特种材料增材制造技术解决方案。根据该公司给3D打印技术参考提供的资料，在工业领域，聚高增材已经累计为众所周知的高端应用领域的数百家单位提供十余万件高性能特种材料制件，并在上述行业率先得到验证并批产。在医疗领域，依托西安交大科学家团队，推动注册指导意见和行业标准制定，支撑十余家医疗器械厂商构建增材制造PEEK医疗器械生产线，并持续提供人才培训，注册支持，检测服务等全方面技术服务，支持相关医疗器械申报，注册和获批。（以上内容获聚高增材核实和授权）

五. 国产PEEK打印设备销往50国

 另一家需要提到的PEEK 3D打印制造商是一迈智能。