聚醚醚酮（PEEK）板材是2013年經美國肉類藥監局(FDA)核準上市的骨置入板材，為一種半沉淀高效率能樹脂電生物化學板材，在歐美國家被認為是未來最有希望替代鈦合金板材正式成為骨水晶體原板材的新一代生物板材之一。這原因在于相對于金屬板材，PEEK的表面積與剪切模量更吻合如在骨頭這類，減少了產后的疼痛感，并可以有效率減輕形變遮擋負面效應，且對 X 伽馬射線入射呈乳白色且無磁，此外，PEEK金屬流體力學操控性出眾，生物化學膠體好，一來200℃以上低溫，可反反復復低溫滅菌。
甘肅聚高增材智造信息技術產業發展有限公司是一間高效率能非金屬板材3D列印完備計劃服務項目商，以上海交通大學冶金研究課題國家重點生物醫學項目組為控制技術借力，著眼于以PEEK為代表的高效率能板材3D列印武器裝備和板材研制，為使用者提供更多完備的軟件系統。目前，公司業務全面覆蓋醫療保健、航太、工業等為數眾多應用領域領域，尤其是在醫療保健行業，關上了PEEK板材醫學應用領域的新局面。仍舊秉持以顧客為中心，以“技術創新、廉潔、產業發展、高效率”為產業發展核心理念，不辱使命為所有顧客提供更多卓越的電子設備和高質量的服務項目，致力正式成為PEEK板材3D列印控制技術先行者！項目組整體實力
圖1 盧秉恒院士、李滌塵教授
公司核心控制技術和管理項目組均畢業于上海交通大學，過半數成員具有碩士以及博士學位，且研究方向均為增材制造（3D列印）控制技術。公司控制技術來源于上海交通大學盧秉恒院士、李滌塵教授項目組，其中李滌塵教授項目組是國內外最早開始開展生物3D列印研究的科研項目組之一，率先形成了制造應用領域領域新的學科和醫工交叉應用領域方向：1999年獲得首項生物3D列印的國家自然科學基金資助，2001年國際首次將3D列印個性化鈦合金替代物應用領域于醫學，比國外早十年獲得應用領域；建立了個性化顱頜面骨替代物微觀結構仿生設計制造一體化控制技術及系列產品和制造電子設備，研究成果醫學案例達到萬例；發明了操控性可控的聚醚醚酮（PEEK）3D列印控制技術，實現了歐美國家首例PEEK胸骨、肋骨的醫學應用領域，自2017年以來已經在西安、上海、南京、鄭州等地應用領域近30例，有望替代鈦合金正式成為骨替代物形成新的產業；發明了可降解氣管外支架、乳腺支架設計和4D列印制造控制技術，在西京醫院實現了國際首次醫學應用領域，解決了傳統控制技術無法解決的軟組織醫療保健修復難題；對人體典型軟硬組織（肝臟、骨）以及軟硬組織固定界面（韌帶/軟骨/骨）開展微觀結構促進組織再生機制研究工作。相關研究結果在生物設計/制造應用領域領域發表200余篇高水平論文，獲得國家發明專利80余項，2014年“個性化顱頜面骨替代物設計制造控制技術及應用領域”獲國家控制技術發明二等獎，2015年“個性化骨替代物設計”獲第一屆中國好設計金獎，2018年“個性化下頜骨重建假體”產品獲得了國內首個個性化產品CFDA注冊，正式成為我國3D列印控制技術醫學走向產業化的里程碑。多篇代表性論文被國際權威雜志選為年度“亮點論文”，學術成果得到了多名國際著名學者的引用和積極評價，被中央電視臺、新華社、人民日報等專題報道，產生了良好的社會效益。公司聘請李滌塵教授為高級控制技術顧問，與其項目組共同開展增材制造控制技術的研制及應用領域推廣。控制技術整體實力1. 掌握第二代、第三代PEEK板材3D列印控制技術不同于一般應用領域于熔融沉積3D列印控制技術的熱塑性板材，如ABS、PLA等，PEEK板材是一種高熔點、高效率能的半沉淀熱塑性電生物化學板材，因此，在3D列印過程中，高熔點所帶來的冷卻收縮，沉淀所造成的沉淀收縮會使板材在制造過程中非常容易發生翹曲變形，從而容易導致3D列印的失敗。第一代PEEK板材3D列印控制技術：微熱環境控制技術第一代的PEEK板材3D列印控制技術，主要采用80℃~140℃的微熱環境控制技術去適當減少在列印過程中PEEK板材冷卻的收縮，這種控制技術是目前市面上的普遍控制技術，主要的代表公司有上海遠鑄、一邁智能、德國Apium公司、德國Indmatec公司等，但是目前這種控制技術對于板材冷卻收縮的減少效果有限，往往難以完成100mm*100mm*100mm尺寸以上的密實PEEK制件的有效率制造。
圖2 來自德國Indmatec公司 HPP 155列印出的一些樣本
第二代PEEK板材3D列印控制技術：超低溫環境控制技術第二代PEEK板材3D列印控制技術，主要采用300℃左右的超低溫環境來大幅減少在列印過程中PEEK板材冷卻時的收縮，甘肅聚高是目前該控制技術的領先者，所自主研制的Doctor系列3D列印機正是基于此二代控制技術，其中獨特的液冷3D列印頭、航天級別的保溫隔熱箱體、強勁的低溫環境系統，不僅僅為PEEK板材3D列印提供更多了可靠條件，也為絕大多數熱塑性板材的3D列印提供更多了最大限度的可能。但是，這一代的控制技術也存在一定的缺陷，即列印完成后，PEEK制件隨著箱體冷卻時會發生二次收縮變形，或者積累大量的內形變。第三代PEEK板材3D列印控制技術：控性冷沉積控制技術第三代PEEK板材3D列印控制技術，是甘肅聚高獨有的、自主研制突破的控性冷沉積控制技術，該控制技術基于PEEK板材電生物化學鏈聚集態可控機理，在很大程度上解決了PEEK板材的收縮翹曲問題，成形尺寸可達300mm*300mm以上，并且結合一定后處理工藝后，可以實現3D列印PEEK板材制件操控性的可控，既可以成形為高韌性高塑性的產品，也可以成形為高強度高硬度的產品，甚至可以將兩者結合一身，形成不同操控性區域的功能性產品。該控制技術獲得了2018年國際索爾維增材制造杯的全球銀獎。
圖3 極富韌性的3D列印PEEK肋骨假體
圖4 高強度的3D列印PEEK顱骨
2. 擁有高可靠的個性化假體模型設計體系3D列印、PEEK板材、個性化骨科水晶體對傳統醫療保健假體模型的設計提出了新的要求：3D列印的增材制造方式會使零件存在各向異性——模型設計中需要考慮形變環境；PEEK板材的應用領域會改變3D列印工藝情況——模型設計中需要考慮PEEK板材的特性；個性化骨科水晶體的實際應用領域條件十分苛刻——模型設計中需要高可靠性。甘肅聚高擁有一支具有十多年經驗的個性化假體設計項目組，針對3D列印特點，PEEK板材特性形成了一套完備、可靠、安全的個性化假體設計計劃，通過個性化設計、建模、有限元分析控制技術與平行試驗控制技術，對于模型進行了全面的評估以及測試，可以獲得安全系數很高的個性化骨科水晶體模型數據。
圖5 個性化設計、建模、有限元分析控制技術與平行試驗控制技術
3. 獨立自主知識產權，走遍天下都不怕自主生產的3D列印PEEK絲材位于超凈室的3D列印絲材擠塑機，可自主進行PEEK板材改性，制成PEEK復合板材絲材：
圖6 3D列印絲材擠塑機
圖7 純PEEK絲材、陶瓷改性PEEK絲材、碳纖維增強PEEK絲材
自主研制的3D列印武器裝備著眼于PEEK骨科水晶體3D列印的Surgeon/Surgeon Plus系列武器裝備（基于第三代PEEK板材3D列印控制技術）：
環境溫度可高達300℃，擁有雙列印頭，可面向多種高效率能板材的Doctor系列（基于第二代PEEK板材3D列印控制技術）：
低溫雙打頭500℃ 低溫雙打頭，適用于所有3D列印專用熱塑性電生物化學板材，附帶水冷送料，不堵頭，不卡絲。高精度&高效率能高精3D列印控制技術，零件精度最高可到±0.05mm；高效率能沉積控制技術，力學操控性吻合注塑零件操控性。低溫微環境300℃均勻熱環境，可控板材沉淀，可提供更多在線熱后處理。7英寸觸摸彩屏配備全彩中文觸摸屏，操作簡單，界面友好。提供更多一鍵預熱，一鍵列印等多種快捷操作
超凈、無菌的獨立空間，集成3D列印、后處理、清洗、檢測、封裝一體的醫療保健高端定制版Surgeon MI武器裝備，醫療保健水晶體一體化軟件系統：
包含項目：1、3D列印2、后處理3、熱處理4、清 洗5、封 裝6、紫外無菌7、百級潔凈自主研究的工藝控制技術聚高項目組是國內外最早開展針對PEEK板材3D列印控制技術進行工藝研究的項目組之一，相關研究成果發表了SCI論文，獲得了國際專利、國內發明專利，榮獲多項國內外高水平獎項。
圖7 聚高榮譽墻
典型應用領域2017年4月與空軍軍醫大學（原第四軍醫大學）唐都醫院合作完成了世界首例3D列印PEEK肋骨假體的醫學實驗之后，同年5月、7月又相繼完成了第二例以及第三例。2017年8月，一次偶然的機會促成甘肅聚高與上海兒童醫學中心合作，完成了一例3D列印PEEK“護心板”醫學實驗，得到中央電視臺、東方衛視等主流媒體的報道。同時與空軍軍醫大學唐都醫院合作完成了世界首例3D列印PEEK胸骨假體的醫學實驗，9月份完成了世界第二例。2017年11月，與空軍軍醫大學西京醫院合作完成了世界首例3D列印PEEK肩胛骨假體的醫學實驗。截止2018年6月，在一年的時間內甘肅聚高共完成3D列印PEEK骨科水晶體醫學應用領域近30余例，涉及胸外科、骨科、顱頜面外科等為數眾多應用領域領域；醫學合作單位10余家，范圍全面覆蓋甘肅、北京、上海、河南、四川、深圳等地。(責任編輯：admin)
