详解 CNC 塑料：加工与电镀的极限

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  要点速览
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  详解 CNC 塑料实际涵盖的内容
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  刀具在塑料中的表现
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  公差与蠕变的现实
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  塑料为何需要导电表层
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  哪些树脂能经受电镀槽
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  电镀对几何形状的约束
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  哪种塑料适合哪种表面处理路线

两个工艺共用一个名称。第一个是用旋转刀具切削塑料毛坯：铣削、车削、钻孔，有时用五轴刀路加工三轴装夹够不到的面。第二个是在成品件上镀金属表层。两者唯一的联系是刀具留下的表面。

这个联系比多数人预想的更重要。电镀化学不关心零件如何制成，它关心表面能、粗糙度，以及蚀刻能否到达每个面。切削得再漂亮的零件，也可能在电镀槽里失败。

所以问题不是「能不能加工这种塑料」。几乎所有热塑性塑料都能切削。真正的问题是树脂、几何形状和想要的表面处理能否在同一零件上共存。这就是本页要讲的内容。

我们在东莞和新加坡每天加工塑料，通常与同一装配的金属件一起做。失效模式足够一致，可以描述出来。

金属切削以断裂并滑动的切屑去除材料。塑料切削更软更粘。材料往往先变形再断裂，所以刀具在刃口前方推出一道隆起，而不是干净地剪切。

这就是切削速度和进给设定不同的原因。加工 ABS 和 PC 时，我们保持较低表面速度，每齿进给足够高，使切屑较厚。薄切屑会摩擦，摩擦生热。毁掉塑料件的是热，不是切削力。

冷却很重要，但方式与钢不同。大量浇注切削液往往不合适，因为多数塑料导热差，切削液只会让切屑粘住。POM、PA 和 PEEK 用压缩空气或雾化冷却更好。

锋利刀具不是可选项。钝立铣刀在 PC 上会抛光壁面，留下白色应力痕，后续任何表面处理都会显现。

顺铣通常在塑料上获得更好的壁面，因为刀具以最大切屑厚度切入、以薄切屑切出。软树脂上逆铣会在出口侧留下撕裂边。

粗加工和精加工应分开走刀。用两到三次粗加工去除大部分余量，然后以 0.2–0.3 mm 径向切宽做一次轻精加工。

塑料件无法保持与铝件相同的公差，按铝件公差报价是我们最常见的错误。机加工塑料的关键特征通常落在 ±0.05 mm 至 ±0.1 mm 区间。我们的金属加工可达 ±0.005 mm，但这个数字不能套用到树脂上。

原因是热膨胀加吸湿。POM 和 PA 会从空气中吸水而膨胀。湿态测量和干态测量的零件差异可能超过加工公差。如果图纸要求尼龙上的紧内孔，图纸就是在要求材料做不到的事。

精加工前退火有帮助。去应力后的毛坯在加工后变形更小，成品更接近名义值。对于薄壁和长零件，我们先粗加工、退火，再精加工。

薄壁是第二个限制。低于约 1 mm 时，塑料在刀具压力下让刀，壁厚沿长度变化。不是刀具切削不均，而是零件在让开。

电镀通过电流把金属离子移到表面，这需要导电表面。聚合物是绝缘体，所以第一步根本不可能是电镀，必须是化学处理。

流程如下。先清洁零件，去除脱模剂、油污和切削残留。用铬酸蚀刻表面，在微观层面打开。中和蚀刻液，然后用钯等催化剂活化。最后沉积一层薄的化学镀镍或化学镀铜。这一层就是导体。

之后零件才进入电解槽，镀上人们实际看到的镍、铜、铬或金。化学镀层在成品中不可见，但整个结果都依赖它。

附着力是机械性的，不是化学性的。金属锁进蚀刻出的微孔。没有蚀刻，就没有抓附力。

ABS 是电镀的基准材料，尤其是基体中分散有丁二烯的牌号。蚀刻液溶解橡胶相，留下多孔骨架，金属可以嵌入其中。这就是电镀 ABS 广泛用于汽车饰件和家电壳体的原因。

PC 和 PC/ABS 共混料可以电镀，但需要更长时间或更高温度的蚀刻。纯 PC 更坚韧、尺寸更稳定，因此当零件既要承受载荷又要外观时，常选它。

POM、PP、PE 和 PEEK 则不同。它们的表面对蚀刻有抵抗，因此附着力弱或不稳定。可以通过额外的预处理步骤电镀，但成本上升、良率下降。

玻纤填充和碳纤填充牌号是最难的情况。纤维不被蚀刻，周围树脂被侵蚀后纤维凸出表面。结果是镀层粗糙、不均匀。

如果零件以美观为主，就选适合电镀的树脂。如果以机械性能为主，就电镀金属嵌件，而不是塑料。

电流密度不均匀。边缘和外角最高，深凹处最低。外缘尖锐的零件会在那里形成更厚、更亮的镀层，而内部镀层薄而暗。

深度超过直径约两倍的盲孔是个问题。药液无法循环，电流无法到达底部。要么打通孔，要么接受底部无镀层。

内角应至少带 0.5 mm 圆角。尖锐内角形成低电流区，镀层薄，同时也是基体塑料的应力集中点。

机加工零件没有拔模斜度和分型线，这是优势。但出于同样的电流密度原因，仍应避免深窄槽和刀口边。

为电镀而设计就是为均匀电流而设计。外缘倒圆，内角加圆角，凹槽保持浅。