PEEK 與 CNC 加工產業—完整產業鏈結構圖解

PEEK 與 CNC 加工產業—完整產業鏈結構圖解

① 上游:原料供應

● 原料製造商

  • 生產 PEEK 樹脂(如 Victrex、Solvay、Evonik)
  • 提供 PEEK 顆粒、PEEK 棒材、PEEK 板材、PEEK 管材

● 材料加工廠

  • PEEK 樹脂進行擠出成棒材、板材、膜材
  • 為後續 CNC 加工提供可直接切削的半成品

② 中游:PEEK 成型製程

主要分兩種形式,供 CNC 加工商選擇:

A. 成型加工(提供毛胚給 CNC)

  1. 射出成型 (Injection Molding)
    適合大批量零件(醫療器械、電子元件殼體)。
  2. 擠出成型
    產出 PEEK 棒材/板材/管材——CNC 加工最常用的原料形式。
  3. 3D 列印 (FDM / SLS 高溫列印)
    用於複雜輕量化結構,常與 CNC 二次加工結合。

③ 中游:CNC 精密加工(核心價值)

PEEK 半成品進入 CNC 加工後,形成高精度零件。

CNC 加工的主要內容

  • CNC 車削(Lathe):加工管件、軸、環狀零件
  • CNC 銑削(Milling):高精密零件、腔體、機械組件
  • 五軸加工:複雜醫療器械、航空零件
  • 二次加工:精磨、拋光、去毛邊

PEEK CNC 的優點

  • 可達 ±0.01 mm 精度
  • 耐高溫 250°C
  • 高耐磨、高強度、耐化學
  • 可替代金屬(鈦、鋁)降低重量

④ 下游:應用產業(產業鏈結最關鍵處)

1. 醫療產業

  • 椎間融合器(Cage)
  • 醫療導管零件
  • 齒科治療零件
  • 手術機械手臂部件

2. 航太與國防

  • 輕量化結構件
  • 絕緣座、固定座
  • 耐熱 / 耐壓零件

3. 半導體設備

  • 化學耐腐蝕零件
  • 臺灣常見:夾治具、定位塊、滑塊、隔熱墊

4. 精密工業與自動化

  • 高耐磨滑動部件
  • 機械手臂關節套
  • 連接器、耐壓管件

PEEK × CNC 加工產業鏈(總結)

原料廠 → PEEK 材料供應商(板材/棒材) 
    → 成型加工(射出/擠出/3D 列印) 
        → CNC 高精密加工(車/銑/五軸)
            → 表面處理/品管
                → 組裝廠/設備廠
                    → 醫療 / 半導體 / 航太 / 工業自動化

✅ PEEK 在醫學醫療中的角色

**PEEK(Polyether Ether Ketone)**是一種高性能工程塑料,具有:

高強度、輕量

耐高溫(可蒸氣滅菌)

生物相容性佳(可植入人體)

耐化學性、耐疲勞性

可 X-ray、CT 透視(不像金屬會造成干擾)

因此它被大量運用於:

🔹 醫療應用

脊椎融合器(Spinal cage)

牙科植體基台(Implant abutment)

手術工具(一次性器械、導引器)

關節置換

骨科固定板

🌟 PEEK 與醫療器材的製作流程

醫療器材的核心要求是精準度、表面品質、耐用性,而 PEEK 切削與金屬不同,需要更高的加工控制。

完整製作流程如下:

🏭 PEEK 與 CNC 的結合流程

1️⃣ 原材料準備

使用 PEEK 棒材(rod)或PEEK 板材(sheet)

醫療級(Medical-grade PEEK 或 Implant-grade PEEK,例如 Invibio)

2️⃣ CNC 機台設定(核心)

PEEK 加工與金屬不同,重點是高速、低切削力、溫度控制。

加工注意事項:

刀具:硬質合金銑刀、鑽頭,刃口鋒利

主軸:高轉速(10,000–24,000 rpm)

進給率:高進給避免溶融

冷卻方式:空氣冷卻或微量潤滑(避免乳化液造成吸水)

固定方式:軟爪,避免材料變形

這確保 PEEK 不會因溫度而融化、燒焦、變形。

3️⃣ CNC 加工醫療零件

依照用途有不同製作方式,例如:

🦴 脊椎融合器(PEEK cage)製作

1. CNC 開粗

2. 形狀銑削

3. 側邊孔位與結構開槽

4. 表面紋理加工(增加骨整合)

5. 精加工

4️⃣ 檢測與品質控制

醫療器材要求高,因此需進行:

CMM 三次元測量

表面粗糙度量測(Ra 1.6–0.8 μm)

透視測試(確保影像不干擾)

強度與疲勞測試

5️⃣ 清潔、滅菌

PEEK 可使用:

高溫蒸氣(Autoclave)

Gamma 射線

EtO(環氧乙烷)

6️⃣ 組裝、包裝、醫療認證

依照用途需要:

ISO 13485

USP Class VI

FDA 510(k) 或 CE 認證

🔧 為什麼醫療領域常用 CNC 加工 PEEK?

✔ 高精度(±0.01 mm)

醫療零件必須與人體骨骼完美契合。

✔ 不會造成金屬加工那種「內應力」

PEEK 是熱塑性材料,切削較柔性。

✔ 可做複雜 3D 結構(植入器、脊柱 cage)

✔ 小批量高客製化醫療器材的最佳方案

例如客製的頜骨導引器、骨板。

📌 一句話總結

PEEK 因其生物相容性與機械強度成為醫療植入物的主流材料,而 CNC 加工則提供精準、穩定、可客製化的製作方式,使 PEEK 與醫療科技完美結合。

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