CNC 加工常用塑膠:耐蝕、收縮與吸水特性指南
Preston Yu
上次更新 9 個月前
前言
除了機械與熱性能,塑膠零件的尺寸穩定性與環境耐受性也極為重要。材料的耐化學腐蝕性、成型收縮率以及吸水率,都會影響零件在真實使用環境中的精度與壽命。本文將為您解析這些常用塑膠的關鍵特性。
塑膠材料特性詳解
ABS
ABS 對稀酸、油和水有良好的耐受性,但應避免接觸芳香族和酮類溶劑。其吸水率較低 (約 0.2%),在一般環境中尺寸穩定性良好。
PC (聚碳酸酯)
PC 能抵抗稀酸、酒精和油類,但與 ABS 同樣不耐強鹼和酮類溶劑。它的吸水率也很低 (約 0.24%),適合用於潮濕環境。
PA6 / PA66 (尼龍)
尼龍對油、燃料和弱鹼有很好的抵抗力,但會被強酸腐蝕。尼龍最需要注意的特性是其高吸水率,PA6 吸水率約 1.3%,PA66+GF 在平衡後也可達 1.8%。吸水後會導致尺寸膨脹和機械強度下降,因此不適合用於高濕度或水中且要求高精度的場合。
POM (塑鋼)
POM 擁有非常出色的耐化學性,能抵抗油品、燃料和多數溶劑,僅不耐強酸。同時,它的吸水率極低 (約 0.2%),使其在潮濕環境和多數化學環境中都能保持極佳的尺寸穩定性。
PMMA (壓克力)
壓克力耐稀酸和鹼性鹽水,但要避免接觸酒精、酮類和芳香族溶劑,這些物質會導致其開裂(應力脆裂)。其吸水率約為 0.3%,尺寸穩定性尚可。
PEEK
PEEK 的耐化學性是所有塑膠中最頂級的之一,能抵抗絕大多數的酸、鹼、油和燃料,僅對濃硝酸等極端化學品敏感。它的吸水率也非常低 (約 0.1%),是適用於嚴苛化學與潮濕環境的高性能選擇。
玻璃纖維強化塑膠 (例如:PA+GF, PC+GF)
添加玻璃纖維 (GF) 通常不會改變塑膠本身的耐化學特性,但會降低其吸水率和成型收縮率,從而提升材料在潮濕環境下的尺寸穩定性。
PP (聚丙烯) & PE (聚乙烯)
這兩種材料都具有極佳的耐化學性,能抵抗多數酸、鹼和鹽霧,且吸水率極低 (PP 約 0.02%, PE < 0.1%)。這使得它們成為製作容器、管道等需要接觸化學品或液體的零件的理想選擇。
關鍵名詞解釋
- 耐蝕性 (Chemical Resistance):指材料抵抗化學物質(如酸、鹼、油、溶劑)侵蝕的能力。這對需要在特定化學環境中使用的零件至關重要,錯誤的選擇可能導致零件軟化、脆化甚至溶解。
- 成型收縮率 (Molding Shrinkage):指塑膠在模具中冷卻固化後,尺寸縮小的百分比。這個數值主要影響的是「射出成型」的精度,對於以「CNC 加工」為主的情境,其影響較小,主要參考價值在於了解材料本身的尺寸穩定趨勢。
- 吸水率 (Water Absorption):指材料在浸泡於水中 24 小時後,吸收水分所增加的重量百分比。吸水率越高的材料,在潮濕環境中越容易發生尺寸膨脹或機械性能下降的問題,需特別注意。
結論
在潮濕或有化學品接觸的環境中,必須優先考慮材料的吸水率與耐蝕性。例如,尼龍(PA)雖然機械性能優異,但其高吸水率使其不適用於水中或高濕度且要求高精度的場合;而在需要接觸油汙或溶劑的環境,則需選擇 POM 或 PEEK 等耐化學性更佳的材料。
