最適合機械加工的塑膠：材料選擇指南

最適合加工的塑料

最適合機械加工的塑膠包括ABS、尼龍、Vespel®、壓克力、聚乙烯（PE）、聚丙烯、聚碳酸酯、酚醛樹脂和聚四氟乙烯（PTFE，又稱為特氟龍）。其他值得考慮的塑膠還有聚甲醛（POM/Delrin）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）。

在考慮使用哪種類型的塑膠時 數控 塑膠加工 對於專案而言，了解每種材料的適用性和相容性至關重要。具體來說，塑膠應易於加工，並滿足所需零件的功能要求。 

其他重要的考慮因素包括耐熱性、耐溫性、耐刮擦性等，以及所需的表面光滑度。由於每種塑料都具有獨特的性能，生產商可以選擇滿足特定要求的塑料。 

本指南探討了CNC加工應用中的關鍵塑膠材料。內容涵蓋了這些材料的突出特性，包括優勢、限制、可加工性和常見應用。 

縮醛（POM/Delrin）

聚甲醛是最容易加工的工程塑膠之一。其主要特性包括相對較高的導熱性、半結晶結構和高尺寸穩定性。 高導熱性意味著塑膠的切削區域在加工過程中很少超過熱降解點。 尺寸穩定性主要來自材料在 24 小時內吸濕率低於 0.25%。 

聚甲醛/聚甲醛（縮醛）零件

聚甲醛（POM/Delrin）加工的優缺點

應用領域 

聚甲醛加工零件常見於齒輪、滾輪、彈簧和殼體等機械部件。汽車應用中的鉸鏈殼體、燃油傳輸單元和門鎖系統也採用聚甲醛製造。 

尼龍/聚醯胺（PA） 

尼龍/聚醯胺（PA）的歷史可以追溯到20世紀30年代，這是在對聚酯和聚醯胺進行廣泛研究之後出現的。兩種常見的尼龍牌號碼是尼龍6和尼龍6/6。尼龍6通常用於對低密度有要求的高強度應用領域。 尼龍6/6通常用於對剛度、強度和耐磨性要求較高的應用場合。它的吸濕性通常比尼龍6低。 

尼龍 (PA)

優點和缺點 

應用環境： 軸承、齒輪、襯套、結構支架 

ABS 塑膠（丙烯腈丁二烯苯乙烯）

ABS塑膠即使在高速加工下也能保持良好的切削效果，刀具磨損極小。然而，加工人員應注意該材料在高溫下容易軟化。解決此問題的兩個主要策略是精準的進給控制和冷卻。 

CNC銑削ABS塑料

優點和缺點

應用領域原型、外殼 

聚碳酸酯（PC） 

聚碳酸酯因其兼具優異的光學透明度和抗衝擊性，被列為最佳加工塑膠之一。加工這種塑膠需要精確控制加工速度並使用鋒利的刀具。加工過程中常見的挑戰之一是熔化。

聚碳酸酯加工

優點和缺點 

應用領域電氣外殼、透鏡、安全防護罩 

丙烯酸/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

亞克力CNC加工零件

PMMA是目前光學透明度最高的易加工塑膠之一。加工這種材料需要使用鋒利的刀具並緩慢進給，因為它容易開裂和崩邊。 

PMMA的優點和缺點

應用領域防護罩、標誌、展示架

HDPE（高密度聚乙烯）

高密度聚乙烯（HDPE）塑膠易於加工，並具有良好的耐化學性和耐濕性。然而，由於其質地相對較軟，因此不建議用於公差要求嚴格的場合。更適合用於日常使用。 

高密度聚乙烯的優缺點 

應用領域：船舶部件、儲槽、化學品儲存槽 

精密加工的高密度聚乙烯

PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）

PET是另一種易於加工的塑膠。此外，這種材料還具有吸濕性低、耐化學腐蝕性和尺寸穩定性好等優點。 如果符合美國食品藥物管理局（FDA）的相關要求，某些等級的PET材料可用於食品接觸應用。 

機械加工PET零件的優缺點 

應用領域醫療器材、食品加工設備  

聚丙烯（PP）

聚丙烯（PP）密度僅0.89–0.92 g/cm³，重量輕，同時具有良好的耐磨性、抗衝擊性和耐化學腐蝕性。此外，PP還具有較好的耐熱性和電絕緣性，因此可廣泛應用於各種工業領域。 

PP加工零件的優缺點

應用領域：活鉸鏈、化學儲存槽、實驗室設備 

酚醛塑料

酚醛塑膠常與膠木（電木）搭配使用，是一種硬而脆的材料。這種熱固性塑膠在加工過程中容易產生短而碎的切屑，並伴隨細小的粉塵。需要注意的是，具體的切屑行為會因酚醛塑膠的牌號、加工條件和層壓板結構而有所不同。 酚醛樹脂的熱穩定性和電絕緣性都非常優異。正如預期的那樣，加工酚醛樹脂會迅速磨損刀具。 

酚類部分

酚醛樹脂加工零件的優缺點

應用領域:  酚醛樹脂加工 非常適合用於絕緣墊片、凸輪、齒輪、襯套和墊圈。

PVC塑料

經機械加工的PVC塑膠零件具有耐用性和耐化學腐蝕性。如果加工工藝精湛，這些部件在包括管道和化學品處理系統在內的眾多行業中都具有很高的價值。 

PVC機械加工零件的優缺點 

應用領域：管道配件、閥門 

Vespel®（杜邦公司的聚醯亞胺）

儘管加工難度較大，Vespel®可生產出公差小、耐溫性好且經久耐用的零件。這種未填充的聚醯亞胺牌號的玻璃化轉變溫度（Tg）約為249°C。2這使得這種塑膠成為關鍵應用領域中最適合加工的塑膠之一。 

Vespel 機械加工零件

利弊 維斯佩爾加工 部分

應用領域國防和太空船裝備 

聚苯乙烯（PS）

PS材料具有優異的光學透明度和較高的剛度。透過添加橡膠－高抗衝聚苯乙烯（HIPS），可以進一步增強其剛度。這種經濟實惠的熱塑性材料兼具上述特性，同時也具有良好的尺寸穩定性，並可製成各種形狀以供庫存。

聚苯乙烯加工零件的優缺點 

應用領域: 聚苯乙烯材質 它很少用於數控加工；它是注塑成型的理想材料。 

在考慮清單中哪種塑膠最適合機械加工時，請記住，PS（聚苯乙烯）的列入是為了完整性。一些對塑膠不太熟悉的採購團隊可能會因為PS的廣泛可用性而選擇它，卻忽略了其較差的熱性能和高脆性會給機械加工帶來嚴重挑戰。

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最佳加工用塑膠選擇總表

下表列出了材料選擇的關鍵工程要求

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塑膠加工工藝 

在考慮哪種突出的塑膠適合您的加工項目時，請注意常見的加工工藝：車削、鏜削、鑽孔、銑削、攻絲和鉸孔。 

塑膠車削和鏜削

這些基於車床的加工作業針對內徑進行加工，生產圓柱形零件。 車削加工使用固定的單點刀具對旋轉的工件進行加工，以製造襯套和軸。鏜削加工則精確地擴大現有孔。 塑膠要經得起這些操作，必須要具有很高的尺寸穩定性——切削力可能過大。聚甲醛和聚四氟乙烯是尺寸穩定性最好的塑膠之一。 排屑方式應快速有效，以防止熔化。設定主軸轉速時，也應考慮塑膠的耐熱性。 

塑膠鑽孔 

塑膠鑽孔會在材料上鑽出筆直的圓形孔。如果鑽孔速度控制不當，塑膠摩擦產生的熱量會熔化並變形ABS、PS和其他塑膠的孔邊緣。 最佳做法是採用啄鑽法，這種技術可以增強排屑和散熱效果。 對於PET和其他熔點較高的塑膠來說，連續鑽孔並不是什麼難題。 

塑膠銑削 

銑削是一種利用旋轉多點刀具在塑膠上加工出凹槽、三維幾何形狀和平面的工藝。它是一種用途廣泛的工藝，適用於硬質和軟質塑膠。 針對特定塑膠所採用的銑削策略至關重要。例如，像高密度聚乙烯（HDPE）這樣的黏性塑膠需要鋒利的刀具和更快的切削速度，以防止材料塗抹並提高表面光潔度。 

塑膠膠帶 

攻牙是指在預鑽孔內加工出內螺紋。這種方法常用於尺寸穩定性較好的塑料，例如聚甲醛和酚醛樹脂。由於較軟的塑膠容易發生螺紋變形和滑絲，因此通常使用金屬嵌件代替攻絲。 

塑膠中的螺紋金屬嵌件

塑膠擴孔 

擴孔有助於獲得鑽孔所需的精確最終直徑——擴大孔徑並使其表面光滑。它是襯套和軸承座製造的必要工序，尤其是在聚甲醛零件的製造中，因為在這些零件的組裝過程中，可預測的孔徑至關重要。 

每種加工工藝都有其獨特的機械和熱學要求。每種塑膠都應與合適的加工流程相匹配，以確保加工零件的最佳性能。 

在製定加工方案時，請務必確保塑膠的性能與製程參數相符。例如，材料的熱敏性應決定進給速度、切削速度和冷卻速率。

結語 

最適合機械加工的塑膠應具備適當的加工性能、熱穩定性、機械性能以及其他特性，具體取決於實際應用需求。從乙縮醛（因其對高精度加工的要求而得名）到聚碳酸酯（PC）無與倫比的抗衝擊性，每種塑膠都具有其獨特的工業應用優勢。 對於尋求可靠製造合作夥伴的採購經理和加快塑膠材料規格製定的工程師來說，只有經驗豐富的塑膠加工公司才能理解其中的細微差別。 

您的塑膠零件應該一次加工完成。為了確保從設計到CNC加工塑膠零件生產的順利過渡，請將您的圖紙分享給ProleanTech的工程團隊。 您也可以查看我們的 塑膠加工服務 有關不同類型塑膠的精密加工的更多詳細資訊。  

常見問題

哪種塑膠最適合機械加工？

最適合機械加工的塑膠取決於應用需求，例如拉伸強度、耐熱性、耐化學性和衝擊強度等。每種塑膠都具有獨特的性能；沒有一種塑膠可以適用於所有情況。 

資源 

[1]https://ideambox.com/assets/downloads/engineering-materials-datasheet.pdf

[2]https://www.materialdatacenter.com/ms/en/tradenames/Vespel/DuPont/VESPEL%C2%AE+TP-8311/7e482917/835