塑膠密度對照表：常見 CNC 加工材料比較

身為 PlasticCNCPro 的應用工程師，我每天的工作就是協助客戶為其 CNC 加工零件選擇合適的塑膠。我們詢問的第一個問題通常是：「您的零件需要什麼樣的密度？」密度會影響重量、運輸成本、可加工性，甚至是零件在組裝後的性能表現。在本文中，我將為您介紹一份完整的 CNC 加工塑膠密度對照表，回答常見問題，並說明如何將密度作為材料選擇的起點。

什麼是塑膠密度？為什麼它對 CNC 加工很重要？

密度就是單位體積的質量，通常以每立方公分公克 (g/cm³) 表示。對於塑膠而言，這個數值能告訴您特定體積的重量。但密度不僅僅是重量指標，它還會影響 CNC 加工的幾個方面：

零件重量與運輸成本：低密度塑膠（例如 PP，0.90 g/cm³）製造出的零件較輕，可降低運輸和搬運成本。而像 PTFE（2.2 g/cm³）這樣的高密度塑膠，同樣體積下會重得多。
可加工性：高密度塑膠通常加工起來更乾淨，因為切屑較硬且容易斷裂。低密度、較軟的塑膠（如 LDPE）則可能呈現黏膠狀，容易熔化或產生毛邊。
散熱性：密度較高的材料通常導熱性較好，有助於減少加工過程中的局部熔化。
應用適應性：無人機的輕量化零件需要低密度材料；而化學閥門可能需要像 PTFE 這樣高密度且惰性的塑膠。

但僅靠密度並不能說明全部。請務必結合機械與熱學性質（如強度、剛性、熱變形溫度和耐化學性）進行交叉比對，以選出最合適的材料。

CNC 加工材料的完整塑膠密度對照表

以下是我們在 PlasticCNCPro 進行加工的常見 CNC 塑膠對照表。密度範圍會因等級、添加劑和結晶度而異，因此請將這些數值視為典型參考值。

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| PP (聚丙烯) | 0.89–0.91 | 優良 | 輕量、耐化學性、低摩擦 |

| LDPE | 0.91–0.93 | 普通 | 柔韌、黏性、適合軟質零件 |

| UHMW-PE | 0.93–0.95 | 優良 | 耐磨、低摩擦、適合食品接觸 |

| HDPE | 0.94–0.97 | 優良 | 剛性、耐化學性、易於加工 |

| ABS | 1.04–1.06 | 極佳 | 強韌、耐衝擊、表面光潔度佳 |

| 壓克力 (PMMA) | 1.18–1.20 | 極佳 | 透明、抗紫外線、受力下易裂 |

| 聚碳酸酯 (PC) | 1.20–1.22 | 優良 | 耐衝擊、強韌、可能較黏 |

| PEEK | 1.30–1.32 | 優良 | 耐高溫、高強度、價格昂貴 |

| PVC | 1.35–1.45 | 優良 | 高密度、耐化學性，但可能降解 |

| PET | 1.38–1.41 | 優良 | 強度高、剛性、良好的介電性質 |

| 乙縮醛 (POM) | 1.41–1.43 | 極佳 | 低吸濕性、尺寸穩定、適合齒輪 |

| PTFE (鐵氟龍) | 2.14–2.20 | 差–普通 | 極高密度、惰性、質軟、加工性差 |

注意：密度會因製造商、填充物（玻璃纖維、碳纖維）和結晶度而異。請務必索取您所選特定規格的材料數據表。

哪些塑膠最適合 CNC 加工？(PAA)

我常被問到：「我的專案該加工哪種塑膠？」首選如下：

乙縮醛 (Delrin) – 我製作齒輪、襯套和軸承的首選。吸濕性低、尺寸穩定性極佳，且切屑容易斷裂。密度約為 1.42 g/cm³。
Nylon 6/6 – 強度高、強韌且耐磨。適合結構零件，但會吸濕並可能膨脹。密度約 1.15 g/cm³。
ABS – 易於加工、耐衝擊且價格低廉。非常適合原型和外殼。密度約 1.05 g/cm³。
PEEK – 當您需要耐高溫（260°C 連續使用）和耐化學性時的首選。使用鋒利的刀具即可良好加工。密度為 1.32 g/cm³。

那麼那些難加工的塑膠呢？PTFE 密度很高 (2.2 g/cm³) 但質地柔軟且具黏性，加工時容易撕裂和變形。UHMW (0.94 g/cm³) 強韌但剛性較低，在夾持壓力下可能會變形。這兩者都需要特殊的進給率、轉速和刀具幾何形狀。

塑膠密度比較：PP 與 HDPE 以及其他常見問題 (PAA)

PP 與 HDPE 的密度差異為何？

PP: 0.89–0.91 g/cm³
HDPE: 0.94–0.97 g/cm³

兩者皆為會浮在水面上的低密度聚烯烴。HDPE 比 PP 密度稍高、剛性更強且更耐衝擊。對於加工零件而言，HDPE 可提供更好的尺寸穩定性。

哪種塑膠密度最高？

PTFE (鐵氟龍) 是常見 CNC 塑膠中密度最高的，約為 2.2 g/cm³。其次是 PVDF，約為 1.78 g/cm³。這些高密度塑膠通常需要較慢的加工速度和謹慎的刀具選擇。

CNC 刀具最常用的材料是什麼？

CNC 刀具（切削工具）幾乎都是金屬製的——碳化鎢、高速鋼或塗層鑽石刀具。但對於塑膠工件本身，我們在 PlasticCNCPro 最常加工的材料是乙縮醛和尼龍。它們在可加工性、強度和成本之間取得了最佳平衡。

選擇 CNC 加工塑膠時應考慮的因素

密度只是考量因素之一。我建議您同時評估以下幾點：

機械性質：抗拉強度、剛性（模數）和耐衝擊性。高密度塑膠通常較剛硬，但不盡然——PTFE 密度高但具柔韌性。
熱學性質：熱變形溫度 (HDT) 和熱膨脹係數 (CTE)。高密度材料通常 CTE 較低且耐熱性較好，請務必查看數據表。
可加工性：切屑形成、切削力和可達到的表面光潔度。高密度但脆性的壓克力可能會破裂；高密度但柔軟的 PTFE 可能會產生塗抹現象。
耐化學性：密度不能直接預測耐化學性，但像 PTFE 和 PVDF 這樣的高密度結晶塑膠屬於最惰性的材料。
成本與可用性：像 PTFE 和 PEEK 這樣的高密度塑膠成本較高。低密度的通用塑膠（PP、HDPE）便宜，但可能缺乏強度。
密度對零件重量的影響：對於飛行零件（無人機、機器人）或對重量敏感的組件，請選擇低密度材料。對於配重或減震用途，請考慮高密度塑膠。

按密度分組的詳細材料概況

低密度塑膠 (0.89–1.2 g/cm³)

這些是輕量化的主力材料：

PP, LDPE, HDPE, UHMW：皆會浮於水面。適合食品接觸、低摩擦軸承、耐磨條和輕量化外殼。可加工性為優良至普通——低密度等級可能會產生黏性。
Nylon 6/6 (1.13–1.16)：比聚烯烴更強、更耐磨。吸濕率高達 2.5%，加工前建議先進行乾燥處理。

中密度塑膠 (1.2–1.4 g/cm³)

性質平衡，可加工性極佳：

ABS (1.05)：強韌、耐衝擊，易於黏合/噴漆。我們製作原型的首選。
壓克力 (1.19)：透明、抗紫外線。加工效果極佳但較脆——請使用鋒利刀具並避免應力集中。
聚碳酸酯 (1.20)：極高的耐衝擊性。加工時可能會有黏性；請使用充足的冷卻液。
乙縮醛 (1.41–1.43)：我的最愛。低摩擦、尺寸穩定、易於加工。是齒輪、襯套和電絕緣體的理想選擇。

高密度塑膠 (1.4–2.2 g/cm³)

剛硬、強度高，通常具備耐高溫或耐化學性：

PVC (1.35–1.45)：密度高、剛性強、耐化學性。加工性能良好但會釋放腐蝕性氣體——請確保通風良好。
PET (1.38–1.41)：強度高、剛性強、介電性質佳。用於絕緣體和機械零件。
PEEK (1.32)：高性能，可承受 260°C，耐化學品。使用碳化鎢刀具加工效果良好。
PTFE (2.14–2.20)：密度最高。極度惰性、低摩擦，但非常柔軟。需要專業刀具。
PVDF (1.78)：高純度，適用於半導體和化學應用。加工性能尚可，但需注意熱量累積。

CNC 加工塑膠的設計考量

多年來我見過許多零件因設計不良而失效。以下是我的建議：

銳角：避免內部銳角——它們會產生應力集中點導致破裂，特別是在壓克力等脆性塑膠中。請使用足夠的圓角 (R≥1.5 mm)。
刀具選擇：使用鋒利、拋光的碳化鎢刀具，並具備高螺旋角。這能降低切削力和熱量產生。切勿使用鈍刀——這會導致熔化和表面光潔度不良。
冷卻與排屑：對於低密度塑膠 (PP、HDPE)，熱量累積很快。請使用壓縮空氣或霧狀冷卻液。對於高密度塑膠 (PTFE、PEEK)，切屑可能具有磨蝕性——請使用真空吸塵方式清除。
夾具與夾持：低密度塑膠 (UHMW、LDPE) 在夾持壓力下容易變形。請使用軟爪或真空夾具。對於高密度塑膠（乙縮醛、尼龍），夾持力問題較小，但仍應避免壓碎。

按密度分類的加工塑膠常見應用

低密度：無人機組件、輕量化外殼、食品加工機械零件、抗靜電耐磨條。
中密度：汽車內裝零件、原型外殼、電絕緣體、齒輪和軸承。
高密度：化學加工閥門、高溫密封件、泵浦葉輪、半導體組件和 PTFE 墊片。

常見問題集 (FAQ)

所有塑膠都能進行 CNC 加工嗎？

不行。非常軟的塑膠（如熱塑性彈性體）或容易熔化的塑膠（如某些低密度聚乙烯）加工困難。我們可以加工許多工程塑膠，但有些需要特殊處理。

CNC 加工塑膠面臨的最大挑戰是什麼？

熱量累積和切屑熔焊。與金屬相比，塑膠的導熱性較差。熱量會導致材料軟化、熔化或黏附在刀具上。使用鋒利的刀具、正確的轉速/進給率以及冷卻液至關重要。

為什麼吸濕性很重要？

某些塑膠，特別是尼龍，會吸收空氣中的水分。這會導致尺寸變化（膨脹）並降低機械性質。對於嚴格公差的零件，請將材料儲存在乾燥環境中，或在乾燥後立即加工。

CNC 加工的塑膠零件耐用嗎？

取決於材料。乙縮醛和尼龍在軸承和齒輪應用中非常耐用。壓克力和聚碳酸酯耐衝擊但容易刮傷。PTFE 質地軟但耐化學性強。請務必根據負載條件選擇材料。

PTFE 的密度是多少？

PTFE 的密度在 2.14 到 2.20 g/cm³ 之間。它是我們加工中最重的常見塑膠，這也是為什麼它常被用於需要高密度、惰性密封件的應用中。

結論：如何將此密度對照表用於您的下一個專案

密度是選擇 CNC 塑膠的一個很好的起點，但不應作為唯一的標準。請使用上述表格縮小選擇範圍，然後結合機械強度、熱限值、化學相容性和成本進行交叉比對。在 PlasticCNCPro，我們建議在投入生產前，先用一小塊材料進行原型製作，以測試可加工性和裝配適配度。

我已經幫助數百位工程師選擇了合適的塑膠零件——有時是包裝機用的輕量化 UHMW 耐磨條，有時是化學泵用的高密度 PEEK 密封件。正確的密度能帶來截然不同的結果。

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