CNC加工十大高性能塑料：关键优势全解析

塑料是现代制造业不可或缺的一部分——广泛可得、大多价格实惠、兼容注塑成型、3D打印和CNC加工等主流制造工艺。

CNC加工是一种减材制造工艺，使用旋转刀具和钻头系统地从实心材料块去除材料以成型零件。在制造塑料零件方面，CNC加工比注塑成型更精密。此外，CNC加工兼容比许多其他制造方法更广泛的塑料，使机加工零件生产成为许多产品团队的理想选择。以下是当今11种最常见的CNC加工塑料：

11种常见CNC塑料

1. 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）

ABS是一种流行的工程热塑性塑料，以冲击强度和抗性、高耐热性、良好可加工性著称。这种塑料是良好的绝缘体，适合电气应用，随时间保持机械稳定性。

因ABS轻量、实惠、广泛可得，许多产品团队用于快速原型。其他常见应用包括电子外壳、键盘键帽、汽车仪表盘组件。

尽管ABS强韧，但极易被某些油脂、溶剂和醇类磨损。此外，未经热稳定剂改性的普通ABS等级易燃，甚至移除火焰后有时仍继续燃烧。

力学规格：

• 断裂伸长率：10–50%
• 弯曲模量：1.6–2.4 GPa
• 拉伸强度：29.8–43 MPa
• 邵氏D硬度：100

2. 尼龙66

尼龙，即聚酰胺（PA），是一大类低摩擦工程热塑性塑料，具有高冲击强度、高耐磨和耐化学性、整体优异机械性能。

尼龙66特别适合CNC加工，因其强度和耐用性足以应对汽车和医疗器械等多行业广泛应用。这种塑料天然高性能，能承受大量磨损，抵抗油和燃料损害。然而，尼龙66吸湿时尺寸稳定性低，且极易吸湿。在强矿物酸存在下表现也不佳。

力学规格：

• 断裂伸长率：150–300%
• 弯曲模量：2965 MPa
• 拉伸强度：76 MPa
• 硬度：116, 洛氏R

3. 聚醚醚酮（PEEK）

PEEK是一种高性能热塑性塑料，以其不寻常的机械性能组合闻名。这种塑料耐化学、耐磨、耐蠕变、耐疲劳、耐液体、耐高达260°C（480°F）温度。它还轻量、足够坚固以承受恶劣环境条件、在所有常见溶剂中不溶。此外，PEEK可回收且生物相容。

像尼龙一样，PEEK常用于替代CNC加工中的金属。常见应用包括活塞单元、关键飞机发动机零件、牙科注射器。

尽管优势众多，PEEK不耐紫外线，在卤素或钠存在下表现不佳。此外，它是市场上较昂贵的CNC加工塑料之一——产品团队应仅考虑将其用于最苛刻应用。

力学规格（未填充PEEK）：

• 断裂伸长率：30–150%
• 弯曲模量：3.7–4 GPa
• 密度：1.26–1.32 g/cm³
• 韧性（室温缺口伊佐德冲击）：80–94 J/m

4. 聚甲醛（POM）

最常以商品名Delrin为人所知，POM是所有CNC塑料中最易加工之一。产品团队在需要高强度、高刚度、优异耐热、耐磨、耐候、耐化学、耐燃料的塑料时选择POM。

Delrin 570和150是CNC加工中最常用的POM牌号，因其具有优异尺寸稳定性，是制造严格公差精密零件的理想选择。然而，这种塑料耐酸性差。而且难以粘接。POM常见应用包括安全带组件、电子烟、胰岛素笔、水表。

力学规格（Delrin 570）：

• 拉伸模量：4900 MPa
• 弯曲模量：4600 MPa
• 冲击强度，缺口IZOD：6 kJ/m²
• 断裂拉伸强度：53 MPa

5. 聚碳酸酯（PC）

PC在制造业广为人知且广泛使用。它坚韧轻量、天然阻燃、提供优异电绝缘性能。PC比其他工程热塑性塑料更高效。

设计师应知PC天然透明，透光率媲美玻璃——且易着色。常见应用包括安全护目镜、手术器械、断路器、CD/DVD。

不幸的是，PC优良机械性能在60°C以上水长期暴露后会降解。此外，虽然PC耐稀酸、油、油脂，但易受烃类磨损，长期暴露于紫外线下会发黄。

力学规格：

• 断裂伸长率：50-120%
• 弯曲模量：2.2-2.5 GPa
• 断裂拉伸强度：55-77 MPa
• 邵氏D硬度：90-95

6. 聚四氟乙烯（PTFE）

PTFE，俗称特氟龙，是一种通用高性能聚合物，具有多种机械性能，对设计商业产品的产品团队极具价值。这种塑料耐化学、耐温、耐光、耐紫外、耐水、耐候、耐疲劳。以优异抗粘附性能著称，PTFE最常见于不粘锅涂层，也用于垫片、半导体零件、甚至心脏补片。

PTFE拥有所有固体材料中最低摩擦系数，是前五大耐腐蚀塑料之一。然而，PTFE机械性能在室温下通常劣于其他工程塑料——虽可通过添加适当填料改善。还需注意PTFE零件厚度有限制，因通常仅提供两英寸厚板或棒。PTFE对蠕变和磨损敏感。

力学规格：

• 断裂伸长率：300-550%
• 拉伸模量：550 MPa
• 介电强度：19.7 kV/mm
• 动态摩擦系数：0.04

7. 高密度聚乙烯塑料（HDPE）

HDPE是一种柔韧、易加工塑料，耐应力开裂、耐化学、耐腐蚀，即使在低温下也是如此。它提供与低密度聚乙烯（LDPE）相同的卓越冲击强度，但拉伸强度高四倍。然而，这种材料耐紫外线性能差。常见应用包括塞子、密封件、电绝缘体。

力学规格：

• 断裂伸长率：500%
• 拉伸强度：4,000 PSI
• 密度：0.035 lbs/cu.in.
• 硬度：洛氏R65

8. 超高分子量聚乙烯（UHMW）

UHMW是一种坚韧、通用、高度可加工塑料，具有高耐磨和耐磨损性。产品团队在需要耐用、低摩擦塑料用于工业应用时转向此材料。

产品团队必须记住UHMW不适合高载荷应用，因极易蠕变，不应用于超过80至100°C的温度。UHMW常见于卡车床衬、食品加工机械零件、耐磨条、船用码头防撞垫。

力学规格：

• 拉伸强度：3,100 PSI
• 弯曲模量：110,000 PSI
• IZOD冲击（缺口）：18.0

9. 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

PMMA，俗称亚克力或亚克力玻璃，是一种刚性热塑性塑料，以抗碎裂著称。它坚韧轻量、耐大多数实验室化学品。但接触氯化或芳香烃、酮、醚时会分解。

与聚苯乙烯相比，PMMA透光更好、耐候和耐紫外线更好。从设计角度看，这种塑料提供无限着色选择和1.49折射率。

然而，PMMA耐热、耐冲击、耐磨、耐磨损性不佳。此外，该材料在重载下易开裂。因此，产品团队应仅考虑将PMMA用于低应力应用，如温室顶棚、汽车指示灯罩、太阳能电池板、药物检测设备。

力学规格：

• 断裂伸长率：2–10%
• 弯曲模量：2.5–3.5 GPa
• 邵氏D硬度：90–99
• 断裂拉伸强度：38–70 MPa

10. 聚丙烯（PP）

聚丙烯是一种高性价比CNC加工塑料，提供许多其他塑料不具备的独特性能组合。它轻量、在腐蚀环境中高度耐化学、耐大多数有机溶剂、去油剂和电解质。

与LDPE和HDPE相比，PP冲击强度较低但拉伸强度弥补了这一点。类似PTFE，PP通常限于三英寸板材加工，因此零件尺寸受限。

力学规格：

• 屈服拉伸强度：4800 PSI
• 弯曲强度：5400 PSI
• 弯曲模量：160,000 PSI
• 硬度：80 洛氏R

11. 低密度聚乙烯（LDPE）

LDPE是一种坚韧但柔韧的CNC加工塑料，以低温柔韧性和耐腐蚀性著称。易焊接和热封，提供良好耐化学性。

LDPE主要用于矫形器和假肢。但不应用于要求刚度、高结构强度、高温抗性的应用。因市售LDPE厚度限制，零件尺寸也受限。

力学规格：

• 拉伸强度：1,400 PSI
• 弯曲模量：30,000 PSI
• IZOD冲击强度（缺口）：无断裂

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