CNC 加工常用塑膠：硬度、強度與韌性指南

機械性能是決定塑膠零件能否勝任其結構性角色的核心指標。從零件的耐刮性、承重能力到抗衝擊韌性，都與材料的硬度、強度等參數密切相關。本文將為您解析常用 CNC 加工塑膠的關鍵機械性能，幫助您選擇最適合的材料。

ABS
這是一種綜合性能非常均衡的材料，表面硬度中等 (Shore D 78)，具備良好的抗刮能力。其屈服強度約為 43 MPa，斷裂伸長率高達 20-30%，顯示出優良的韌性。它的 IZOD 衝擊強度值約為 21 kJ/m²，代表其耐衝擊、防撞的能力相當可靠，適合製作外殼類零件。

PC (聚碳酸酯)
PC 以其卓越的強韌特性著稱。其屈服強度高達 60 MPa，比 ABS 更能承受負載。最突出的是它的韌性，斷裂伸長率超過 100%，IZOD 衝擊強度更是高達 88 kJ/m²，是製作防護罩、耐用外殼等高防撞性要求的零件首選。

ABS+PC (複合材料)
此材料結合了 PC 的強度與 ABS 的易加工性。其屈服強度 (59 MPa) 接近純 PC，但衝擊強度 (31 kJ/m²) 介於兩者之間，提供了比 ABS 更好的強度與耐撞性。

PA6 / PA66 (尼龍)
尼龍是耐磨、高強度的代表。它的表面硬度高 (Shore D 78-85)，屈服強度可達 74-83 MPa，非常適合製作齒輪等需要承受應力的結構件。在濕度調節後，其斷裂伸長率可達 50-90%，表現出極佳的韌性。

POM (塑鋼)
POM 兼具高硬度 (Shore D 86) 與高強度 (65-70 MPa)，且尺寸穩定性好。它的韌性適中，斷裂伸長率約 30-40%，但耐衝擊性較低 (5-7 kJ/m²)，更適合用於對精度要求高的耐磨零件，而非承受強力衝擊的場合。

PMMA (壓克力)
壓克力的硬度很高 (Rockwell M 100)，表面耐刮性好。但它是一種較脆的材料，其斷裂伸長率僅有 4-6%，IZOD 衝擊強度也僅 1-2 kJ/m²，因此較不耐撞，應避免用於易受衝擊的結構中。

玻璃纖維強化塑膠 (例如：PA+GF, PC+GF)
在塑膠中添加玻璃纖維 (GF) 會顯著改變其性能。硬度與屈服/彎曲強度會大幅提升（例如 PA66+30%GF 強度可達 140 MPa），使其能承受更高的負載。但代價是材料會變得更脆，斷裂伸長率會急遽下降至 3-5%，韌性與耐衝擊性會降低。

PEEK
PEEK 是綜合性能最強悍的工程塑膠之一。它不僅耐高溫，機械強度也極高 (100 MPa)，並保有 20% 的斷裂伸長率，兼顧了強度與韌性。其衝擊強度 (4-6 kJ/m²) 雖不如 PC，但在高性能應用中已足夠。

• 硬度 (Hardness)：主要衡量材料抵抗刮痕、壓痕的能力。常見的測試標準有洛氏 (Rockwell) 和蕭氏 (Shore)，數值越高通常代表表面越耐刮。

• 屈服/彎曲強度 (Yield/Flexural Strength)：指材料在發生永久變形或斷裂前所能承受的最大應力，是衡量材料承重能力的關鍵指標。

• 斷裂伸長率 (Elongation at Break)：指材料在被拉伸至斷裂時，其長度增加的百分比。數值越高，代表材料的延展性越好，韌性也越好，不易脆斷。

• IZOD 衝擊強度 (Impact Strength)：衡量材料吸收衝擊能量能力的指標，通常用帶有 V 型缺口的試片進行測試。數值越高，代表材料的耐衝擊性（防撞性）越好。

綜合評估硬度、強度與韌性（斷裂伸長率及衝擊強度），是選擇正確塑膠材料的關鍵。例如，需要承受撞擊的外殼應優先考慮高衝擊強度的 PC；需要承載重量的結構件則需關注其屈服強度，可選擇 PA 或玻璃纖維強化材料。