CNC 亚克力切割指南

• 1
  亚克力切削与金属不同的原因
• 2
  浇铸与挤出亚克力板材
• 3
  CNC 亚克力切割的刀具几何
• 4
  转速、进给与热量控制
• 5
  装夹、钻孔与应力消除
• 6
  CNC 亚克力切割的适用与不适用场景
• 7
  不同亚克力零件该选哪种切割工艺

亚克力（PMMA）的导热系数约为 0.19 W/m·K。6061 铝的导热性约是它的 1,000 倍。切削刃产生的热量无处可去，只能留在切屑和工件中。一旦局部温度超过约 105 °C 的玻璃化转变区间，聚合物就会软化，切屑重新焊接到刃口上，表面变得浑浊。

PMMA 还很脆。缺口敏感性意味着尖锐的内角会集中应力，可能在零件离开机床数天后开裂，尤其是之后接触溶剂或经历热循环时。对亚克力零件来说，圆角不是装饰。1 mm 的圆角半径可能决定零件是顺利交付，还是在装配时裂开。

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  低导热性切削液和吹气比加工金属时更重要。
• 2
  缺口敏感内角需要圆角，而不是尖锐的刀路。
• 3
  热软化超过约 105 °C 后，表面会涂抹而不是被切削。

浇铸 PMMA 在玻璃板之间的模具中聚合而成。它的分子量更高、光学透明度更好、内应力更低。加工出的边缘更干净，也适合火焰抛光或蒸汽抛光。它也更贵，可选厚度更少。

挤出 PMMA 通过模具挤出成型。它更便宜、厚度更均匀、更易折弯。但挤出过程会带来更多残余应力，表现为钻孔周围或溶剂粘接后出现龟裂。对于激光切割轮廓的平板显示面板，挤出板没问题。对于厚壁机加工透镜座或需要退火的零件，浇铸板是更稳妥的选择。

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  浇铸透明度更好、应力更低、机加工边缘更干净。
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  挤出成本更低、厚度公差更紧、残余应力更大。
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  光学级需要更慢的进给，并更注意排屑。

高螺旋角的单刃铣刀（常称 O 形刃）是标准的起点。单刃提供大容屑槽，让切屑离开切削区而不是被摩擦。双刃刀具可用于低切削负载的精加工，但在深腔加工中容屑槽更容易堵塞。

刃口几何与刃数同样重要。抛光、锋利的切削刃配合大前角能切开聚合物。钝化或研磨过的刃口则会推挤材料，孔周围的白色应力痕就是这样产生的。整体硬质合金比高速钢更耐用，但涂层需要权衡。对 PMMA 来说，无涂层硬质合金通常是正确选择，因为某些涂层对塑料的摩擦系数更高。

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  O 形刃在型腔和深切削中排屑最佳。
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  大前角切开聚合物而不是推挤。
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  无涂层硬质合金在 PMMA 上比许多涂层刀具摩擦更低。
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  锋利而非研磨抛光刃口可减少应力痕。

目标是切得足够快，让刀具保持在材料中，同时足够慢以避免熔化。6 mm 单刃硬质合金铣刀在 18,000 rpm 下，2,500–3,500 mm/min 的进给对应每齿约 0.15–0.20 mm 的切削负载。这只是起点，不是固定配方。如果边缘出现涂抹，先提高进给再提高转速。

切削深度应保持较小。对 6 mm 刀具，3–4 mm 轴向切深和 50% 径向接触是合理的走刀。亚克力默认采用顺铣，因为它在最大切屑厚度处开始切削，减少摩擦和热量。在某些浇铸牌号上，精加工采用逆铣可能留下更好的边缘，所以要在废料上两种都试。

吹气通常就够了。-10 °C 到 -20 °C 的冷风枪能保持切屑排出、刃口冷却，且没有大量切削液带来的清理工作。如果确实使用切削液，请使用与亚克力相容的雾状或水溶性切削液，并在之后干燥零件。残留水分可能导致某些牌号出现龟裂。

亚克力在点载荷下会开裂。标准金属台钳和压板会留下压痕，还可能压裂薄板。带垫板的真空吸盘，或在平整工装夹具上使用双面胶，可以分散载荷。对于 3 mm 以下的薄板，用牺牲 MDF 垫板在切出口处支撑材料。

钻孔是大多数亚克力零件失效的环节。标准 118° 麻花钻会咬入并拉穿孔底，导致出口边缘崩裂。使用 60–90° 顶角，在钻头即将钻穿时降低进给，孔深超过一倍直径时采用啄钻。入口和出口倒 0.2–0.5 mm 的角，去除可能引发裂纹的锐边。

退火是大多数工厂会跳过的步骤。用铸态 PMMA 板材加工后，按每 3 mm 厚度加热 80 °C 保温一小时，再缓慢降温，可释放加工引入的应力。这会增加加工节拍，但也能防止零件三周后在客户的溶剂槽中产生龟裂。

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  真空吸附或胶带固定避免台钳和压板造成的点载荷。
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  背面支撑牺牲板可防止薄板出口处崩边。
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  孔口倒角去除会引发裂纹的锐边。
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  加工后退火80 °C，每 3 mm 厚度保温一小时，缓慢冷却。

CNC 铣削在厚度上占优。零件厚度超过 8–10 mm，或具有三维轮廓（如曲面显示盖板、机加工透镜座），铣削往往是唯一可行的工艺。厚料上它也比激光保持更紧的公差，因为激光束在材料中散焦时切缝会变宽、边缘角度会变化。

对于约 6 mm 以下、轮廓简单的平板件，激光切割更快更便宜。它会留下轻微锥度的边缘和热影响区，受应力时可能龟裂。水刀切割厚亚克力不产生热，但磨料浆会留下哑光边缘，且加工小零件时速度较慢。3 mm 平板标牌，通常选激光；20 mm 机加工歧管块，则不适合。

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  CNC 铣削厚料、三维轮廓、紧公差、螺纹特征。
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  激光约 6 mm 以下平板件、交期快、边缘有锥度。
• 3
  水刀厚料、无热影响、哑光边缘、小零件较慢。