PMMA（丙烯酸）概述
聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 是一种耐用、可加工性高且密度相对较低的热塑性塑料。由于其独特的性能，这种透明无定形热塑性均聚物在各行各业中广受欢迎。由于其类似玻璃的结构和紫外线稳定性，丙烯酸具有良好的耐候性。它适用于需要透明度和物理美感的特定户外应用，例如照明设备、标牌和展示产品。即使在重塑和熔化后，PMMA 仍能保持其卓越的特性。
产品制造商和工程师经常使用 PMMA 作为聚碳酸酯 (PC) 和玻璃的理想替代品，因为它具有成本效益。与其他透明塑料相比，加工后的 PMMA 零件具有更好的耐磨性，并且长时间暴露在阳光下也不会变色。由于 PMMA 坚韧、易于处理和加工，因此非常适合加工甚至复杂的零件。
铸造和挤压是使材料与 CNC 加工应用兼容的标准 PMMA 制造方法。但是，您首选的制造方法和预期的产品应用将决定铸造和挤压丙烯酸 PMMA 之间的理想选择。铸造丙烯酸比挤压丙烯酸的脆性更小，因为铸造产生的内部应力更小。因此，铸造丙烯酸可能更适合 CNC 加工工艺。
丙烯酸PMMA的性质
以下是使 PMMA 成为广受欢迎的加工原材料的一些材料特性：
- 耐化学性/稳定性：丙烯酸对有机溶剂、大多数酸和碱等化学物质具有出色的耐受性。因此，它适用于接触化学物质的应用。
- 透明度：光学透明度是 PMMA/丙烯酸的卓越性能之一。其透光率高达 92% 左右，是玻璃的理想替代品。
- 隔热：虽然 PMMA 是玻璃的替代品，但它具有更好的隔热性能。它在建筑等应用中具有节能效益。
- 可加工性： PMMA易于处理并与CNC加工工艺（铣削，车削，钻孔，雕刻等）兼容，从而允许创建和定制各种精密加工零件。
- 重量轻： PMMA 的密度相对较低，使其成为汽车、航空航天和建筑等需要轻质组件的各种应用中玻璃的理想替代品。
- 抗紫外线辐射：这种 CNC 塑料表现出优异的耐候性在长时间暴露于紫外线和其他天气条件下后仍能保持其物理特性。
- 机械强度：丙烯酸/PMMA具有良好的 抗冲击性，使其比玻璃更不容易破碎或断裂。
常见的 PMMA 加工方法
根据客户的要求和预期产品设计，PMMA 可与不同的加工技术兼容。典型的 PMMA 加工技术包括：
数控车削
数控亚克力车削涉及从圆形或圆柱形毛坯上切割材料。在这种技术中，切削刀具在工件表面上沿直线移动，绕一圈并去除多余的材料以实现所需的形状。标准 CNC PMMA 车削功能包括螺纹切削、镗孔和开槽。
数控铣削
这种 CNC 加工工艺可确保出色的切屑控制，并逐渐去除 PMMA 材料以实现所需的设计。CNC 机床沿多个轴移动，在固定工件的表面上进行浅、深或外围切割。CNC 铣削 PMMA 板材可制造具有复杂几何形状的塑料部件。操作员通常使用具有边缘前角和旋转多点的切削工具来获得最佳效果。
数控钻孔
这种 CNC 钻孔工艺使用多点钻头在 PMMA 块或板中钻出不同深度和直径的圆柱形孔。这些工具垂直送入 PMMA 材料的表面，以形成与钻头直径相匹配的垂直孔。攻丝、铰孔、锪孔和沉头孔是典型的 CNC 钻孔功能。值得一提的是，尽管 CNC 钻孔高效且简单，但有时其成品效果并不理想。
CNC雕刻
定制制造商有时需要对加工的 PMMA 零件进行个性化或添加某些细节。CNC雕刻是实现此功能的正确技术。这种精密加工技术采用计算机控制的工具在 PMMA 材料上机械地创建艺术品、图案或符号。虽然它需要昂贵的机器，但它效率高，在商业环境和艺术界都受到广泛欢迎。精密数控机器可以将复杂的图案雕刻到丙烯酸工件上。
PMMA 机加工零件的行业应用
由于 PMMA 具有出色的光洁度和光学清晰度等特性，因此各行各业都将其用作多种机加工部件的理想原材料。以下是 PMMA 材料的典型应用：
- 汽车：丙烯酸具有表面硬度和光学特性，使其成为汽车应用的兼容材料。汽车制造商将 PMMA 用于不同的应用，包括内饰和外饰、车窗、摩托车挡风玻璃、尾灯、前灯和其他照明组件。
- 建筑：由于其抗紫外线和高抗冲击性，丙烯酸适用于建筑应用，例如天篷、外墙设计、建筑门、窗户玻璃和天窗。
- 医疗器械： PMMA 材料的生物相容性、低毒性和可靠性使其成为医疗零件 CNC 加工中广泛使用的材料。医疗行业的制造商将 PMMA 用于隐形眼镜、孵化器、牙腔填充物、假肢、紧固件、骨水泥和人工关节等组件。
- 展示和标牌： PMMA 塑料聚合物的透明度和防尘、防潮和防损坏特性使其适合生产销售点展示以及其他零售展示类型。PMMA 的高透明度或光学清晰度特性使其适合用于标识和其他标牌。
- 照明：汽车和照明等不同行业的制造商都使用 PMMA 作为光扩散器、镜头和其他照明组件，因为它具有出色的光学透明度。
CNC 加工 PMMA 部件的表面处理选项
丙烯酸 PMMA 具有出色的透明度，因此无需对加工后的 PMMA 部件进行表面处理即可保持可见性。然而，这些后处理操作可以改善加工后的丙烯酸部件的机械性能和功能，并利用 CNC 加工技术实现所需的精度和形状。
表面处理与机加工丙烯酸部件兼容的选项包括：
加工后表面光洁度
加工后的表面处理是 CNC 加工过程中直接实现的默认表面处理。这种表面处理通常比较粗糙，可能会留下明显的刀痕。虽然它可能不适合外观至关重要的应用，但对于功能性原型或需要进行额外加工的部件来说，它已经足够了。
化学抛光
化学抛光使用化学溶液溶解 PMMA 部件的表面，从而产生光滑、有光泽的表面。这种表面处理非常适合需要高光泽表面处理的应用，例如光学元件或显示器部件。
砂光饰面
打磨表面处理包括打磨 PMMA 部件，使表面光滑并去除任何工具痕迹。这种表面处理有各种粒度可供选择，从粗（80-100 粒度）到细（220-240 粒度）。打磨表面处理非常适合需要光滑表面的应用。例如医疗设备或光学元件。
激光抛光
激光抛光使用高精度激光束熔化并重新固化 PMMA 部件的表面，从而实现光滑的抛光效果。这种抛光效果非常适合需要高精度抛光的应用，例如医疗设备或微流体组件。
PMMA CNC 加工的有益考虑
PMMA CNC 加工从使用计算机辅助设计 (CAD) 软件创建 3D 模型开始。此 CAD 文件指导 CNC 机器的操作。然后，将工件装入 CNC 机器，并使用由计算机程序引导的立铣刀和钻头等机床将其塑造成不同的形状和尺寸。我们将探讨有效 CNC 加工 PMMA 需要考虑的关键技巧：
工具选择
专家建议使用精心挑选的锋利工具来加工 PMMA/丙烯酸，因为它是一种相对较软的材料。这有助于防止工具快速磨损和断裂。此外，碳化物和金刚石涂层工具以及高速钢 (HSS) 工具是操作员用来将 PMMA 切割成所需设计的典型工具。
AT-Machining 专家建议使用 数控工具适用于塑料加工以成型 PMMA。使用具有高剪切槽形几何形状的刀具（1 – 2）槽形刀具）以及约 5 度边缘前角和 2 度间隙角是一个很好的经验法则。
保护 PMMA 并优化切割参数
在 CNC 加工 PMMA 时，必须正确固定工件，以避免极端振动和颤动，这可能会影响最终产品的质量和光洁度。设置适当的 进给速率以防止工件熔化。
由于其熔点相对较低，专业机械师建议在 CNC 加工 PMMA 部件时采用中低切削速度。相反，使用高切削速度可能会导致变形或熔化，从而导致刀具断裂和表面光洁度不佳。此外，如果您将进给率与 RPM 相匹配，将有助于实现最佳结果。
冷却液
使用冷却液加工 PMMA 是一个好主意，因为它的热膨胀系数相对较低。冷却液可防止材料温度升高，并改善加工后的 PMMA 部件的表面光洁度。此外，选择合适的机器冷却液并不困难，因为 PMMA 适用于广泛的解决方案。
