Plexiglass CNC 切割指南

• 1
  亚克力为何与铝表现不同
• 2
  Plexiglass CNC 切割的刀具几何与转速
• 3
  装夹、支撑与龟裂风险
• 4
  Plexiglass CNC 切割实际能达到的公差
• 5
  厚度范围与何时改用其他工艺
• 6
  透明件与结构件的材料选择

亚克力是热塑性塑料，不是金属。它没有有效的导热能力，切削刃产生的热量无处可去，只能进入切屑和工件。铝通过工件把热量带走；PMMA 则把热量积在表面，直到材料软化。这一事实决定了 plexiglass CNC 切割中所有参数的选择。

实际结果是工艺窗口很窄。切得太慢或在同一位置停留，切屑会重新焊到刃槽上，随后边缘被抹糊、发白。用小刀具切得太猛，刀具会咬入，因为亚克力在点载荷下脆性大，且与金属相比模量低。

亚克力还会吸湿。存放在潮湿房间里的板材，加工表现会与干燥板材略有不同；浇铸板与挤出板的表现也不同。浇铸 PMMA 加工更可预测；挤出板更便宜，但在孔和尖锐内角周围更容易产生应力开裂。

还有一个特性很重要：挤出或浇铸过程产生的内应力。每次切削都会释放一部分。薄筋、长槽和不对称型腔会在松开装夹后变形，即使切削本身尺寸正确。

• 1
  热量留在切削区没有导热路径，只能靠冷却空气或雾化冷却发挥作用。
• 2
  切屑焊合快刃槽停留一两转就会变成刮刀。
• 3
  应力释放薄壁在松开装夹后变形，而不是在切削过程中。

使用大螺旋角双刃刀具或单刃 O 刃刀具。双刃提供足够的排屑空间，又不会像四刃那样在软材料中产生摩擦。O 刃有宽大的抛光排屑槽，能把连续的条状切屑从槽中带出，而这正是亚克力产生的切屑形态。

保持刀具锋利且无涂层，或使用抛光类金刚石涂层。标准 TiAlN 涂层在前刀面上太粗糙，会升高切削温度。对光学质量有要求的边缘，用锋利双刃刀具以 0.2–0.3 mm 径向切深做精加工，可获得透明边缘。

小刀具的主轴转速为 12,000–18,000 rpm，适用于 3 mm 至 6 mm 刀具。每齿进给是要重点关注的数值。对 6 mm 双刃刀具，每齿 0.05–0.10 mm 可使切屑足够厚以带走热量。低于约每齿 0.02 mm 时，刀具会摩擦而不是切削。

切削深度取决于刀具直径。在浇铸板中，粗加工轴向切深 0.5 × 直径为安全值；精加工采用 0.1–0.2 mm 径向切深、全深度切削，在侧壁上效果良好。如果主轴负载表上升而声音保持平稳，说明切屑未排出，刀具在重复切削。

• 1
  刃数双刃或单 O 刃；避免四刃。
• 2
  线速度小直径硬质合金约 300–500 m/min。
• 3
  每齿进给6 mm 刀具每齿 0.05–0.10 mm。

亚克力很容易划伤。绝不要直接夹在已加工面上。使用软爪、牺牲 MDF 或带橡胶密封垫的真空吸盘。真空是最干净的选择，因为它把载荷分散到整张板上，而不是集中在三个点。

在切削区域下方支撑工件。跨空区域的板材在刀具下压时会向下变形，改变实际切削深度并在侧壁上留下台阶。用平整的牺牲板垫在工件下方，并确保每条刀路 50 mm 范围内板材得到完全支撑。

龟裂是出现在孔、尖角和钻孔边缘周围的细裂纹网络。它来自局部应力加上残留溶剂或水分。先钻最终直径 50% 的预钻孔，然后用螺旋刀路扩孔，而不是直接下刀。内角最小半径保持为刀具直径的三分之一。

当零件会承受载荷或接触溶剂时，退火有帮助。在玻璃化转变温度以下进行受控保温，可释放切削引入的应力。这需要数小时，因此要在精加工前安排，而不是在零件包装后才做。

• 1
  真空或软爪分散载荷；绝不要夹在已加工面上。
• 2
  垫实切削区牺牲板可防止侧壁台阶和崩边。
• 3
  内角圆角至少为刀具直径的三分之一。

Plexiglass CNC 切割在金属基准件上可达 ±0.005 mm，但并非每个亚克力特征都能达到。材料会随温度和湿度变化，因此只有说明检测温度时，紧公差才有意义。在 300 mm 的亚克力零件上，车间 5 °C 的温度波动影响比加工公差本身还大。

薄壁是第二个限制。PMMA 中厚度小于 1.5 mm 的壁在正常切削力下会变形，刀具通过后又会回弹。1 mm 壁厚预期为 ±0.10 mm；如果配合重要，应把壁设计得更厚。

边缘光洁度比尺寸更容易控制。用锋利的双刃刀具加一道轻切削精加工，切削面可达 Ra 0.8–1.6 μm，看起来像哑光抛光的边缘。要得到真正透明的边缘，加工后需要火焰抛光或蒸汽抛光，而这两种方法都会使尖角变圆。

孔是典型的失效点。亚克力钻孔通常因弹性恢复而偏大 0.05–0.10 mm，若钻头钻穿时没有垫板支撑，入口处会崩边。关键孔用螺旋刀路镗削，并留 0.1 mm 余量做铰孔。

• 1
  注明温度没有温度的公差不是公差。
• 2
  薄壁会漂移低于 1.5 mm 时，预期 ±0.10 mm。
• 3
  孔会偏大为弹性恢复预留 0.05–0.10 mm。

0.5 mm 到 100 mm 以上的亚克力板都可加工，但厚度不是真正的限制。零件几何形状和所需公差决定可行性。3 mm 板上开 40 mm 深腔，比 40 mm 厚块上开开放轮廓更难，因为薄板在刀具推力下会变形。

约 1 mm 以下的极薄板需要不同方法：用低粘性胶带把板粘到刚性载体上，一起切穿，然后分离。在铣床工作台上直接切 0.5 mm 亚克力，通常会出现振纹或撕裂边缘。

当零件是平面、简单且批量生产时，激光切割或水刀比铣削更快更便宜。需要 3D 轮廓、沉孔、螺纹或型腔壁严格公差时，铣削更优。对单个原型，铣削也是唯一无需重新装夹就能改尺寸的选项。

如果零件需承受结构载荷、在反复紧固下保持螺纹或耐高温，亚克力就是错误的材料。铝或不锈钢能胜任，且公差已知且稳定。我们在同一批机床上加工 PMMA、PC、POM 和 PEEK，所以材料选择是设计决策，不是产能限制。

• 1
  几何形状比厚度更关键薄板上的深腔是难点。
• 2
  平面且简单批量生产时激光或水刀通常更便宜。
• 3
  承载改用铝或不锈钢。