PMMA 模具的材料选择

PMMA（亚克力）作为高透明、高光洁度的工程塑料，广泛用于光学镜片、车灯罩、导光板、透明外壳等产品，其成型质量高度依赖模具材料。模具材料不仅决定产品透明度、表面缺陷、尺寸精度，还直接影响模具寿命、加工成本与生产稳定性。因此，PMMA 模具选材必须围绕镜面抛光、耐腐蚀、尺寸稳定、硬度适中四大核心要求综合考量。本文从选材原则、主流材料对比、工艺匹配及选型建议四个方面，系统阐述 PMMA 模具的材料选择思路，为实际生产提供规范、全面的技术参考。

一、PMMA 模具材料的基本选型原则

PMMA 在注塑过程中会释放微量酸性气体，且对表面缺陷极其敏感，因此模具材料必须满足严格的使用要求。首先是高镜面抛光性能，材料组织需纯净均匀、无杂质、无砂眼，可实现 Ra≤0.01μm 的超镜面效果，保证产品高透光率。其次是良好的耐腐蚀性，能够抵抗酸性气体和潮湿环境侵蚀，避免型腔表面生锈、产生麻点。第三是优异的尺寸稳定性，热处理变形小，在长期高温高压生产中保持精度，减少飞边、缩痕、尺寸超差等问题。最后是合理的硬度与耐磨性，硬度通常控制在 HRC 45–50，既保证耐磨抗拉伤，又不会因过硬导致抛光困难、出现橘皮纹。只有同时满足以上条件，才能稳定生产出高品质 PMMA 制品。

二、常用 PMMA 模具材料性能与适用场景

目前行业内 PMMA 模具以镜面不锈钢和预硬镜面钢为主，不同材料在性能、成本和适用批量上差异明显。

1. S136 不锈钢S136 是高端 PMMA 模具的首选材料，分为预硬态 S136H 和淬火回火态。其最大优势是纯净度高、耐蚀性极强、抛光性能优异，可轻松达到 #10000 目以上超镜面，非常适合光学级透明件。淬火后硬度可达 HRC 48–52，耐磨性与寿命突出，适合 100 万模次以上的长期量产。缺点是价格较高、需要热处理，多用于车灯、镜头、高端导光板等产品。

2. NAK80 预硬镜面钢NAK80 为预硬钢，出厂硬度 HRC 37–43，无需热处理即可直接加工，大幅缩短制模周期。抛光性能良好，可达 #8000 目镜面，满足大多数透明件要求，加工性好、不易变形，性价比高。但耐腐蚀性一般，不适合长期酸性环境，主要用于中批量 PMMA 产品，如日用透明件、普通灯罩、外壳等，模次通常在 50–100 万之间。

3. 420 系列不锈钢420 不锈钢是兼顾成本与性能的常用选择，经淬火后硬度可达 HRC 45–50，具备较好的耐蚀性与抛光性，能满足中高端透明件需求。其加工难度适中、修模方便，价格低于 S136，适合中小批量、对表面要求较高但预算有限的项目。缺点是纯净度略低于 S136，超镜面稳定性稍差。

三、材料选择与成型工艺的匹配要点

选材必须与 PMMA 成型特点和工艺条件配套，才能发挥最佳效果。在硬度控制上，纯 PMMA 建议 HRC 45–50；若为玻纤增强 PMMA，磨损更大，可提高至 HRC 50–54。抛光工艺方面，S136 与 420 需经过粗磨、精磨、研磨、多道抛光，确保无橘皮、无针孔；NAK80 可直接精抛，流程更简单。热处理方面，S136、420 必须采用真空淬火 + 回火，减小变形、提升稳定性；NAK80 则免热处理，降低成本与风险。对于高要求模具，可通过氮化、镀铬或 PVD 涂层进一步提升耐磨与耐蚀性，但必须在优质抛光基础上进行，避免影响表面平整度。

四、PMMA 模具材料综合选型建议

实际生产中，选材应优先从产品等级、生产批量、预算三个维度判断。对光学级、高透明、高寿命产品，优先选用S136 淬火料，确保镜面与耐蚀性；对中批量、追求性价比与交期的项目，NAK80是最稳妥选择；对中小批量、要求耐蚀且控制成本的情况，可选用420 淬火料。严禁使用普通 P20、718 等非镜面、不耐蚀钢材，否则极易出现锈点、麻点、透明度差等缺陷，导致产品报废。

总结

PMMA 模具材料选择是透明制品质量控制的关键环节，其核心在于平衡抛光性、耐蚀性、稳定性与成本。合理选用 S136、NAK80、420 等适配材料，并配套规范的热处理、抛光与成型工艺，既能保证制品高透明、高精度、无缺陷，又能提升模具寿命、降低综合成本。只有遵循科学的选材逻辑，才能实现 PMMA 产品稳定、高效、规模化生产。