標籤彙整: 機器外殼

塑膠厚板真空成型後加工:CNC 切割與鑽孔技術

成品來自成型後的精密加工

在塑膠厚板真空成型製程中,當塑膠板材從模具上取下時,它並非最終產品,而是一個仍連著多餘邊料的粗胚。這個粗胚缺乏精確的輪廓,也沒有安裝孔或散熱槽等功能性特徵。真空成型本身只解決了立體塑形的問題,而產品的最終精度、功能完整性,完全取決於後段的 CNC 精密加工技術。

為什麼後加工是必要的?

厚板真空成型的原理是將加熱軟化的板材透過真空吸力,貼合到單面模具上形成 3D 造型。這種製程特性決定了:

  1. 輪廓尚未分離: 成型後的產品依然連接在原始板材上,必須透過精確切割才能分離。
  2. 無法直接成型孔洞: 與射出成型不同,真空成型無法在製程中預留孔位。所有的安裝孔、散熱槽、開口等功能性結構,都必須在成型後透過機械加工完成。

對於薄板泡殼包裝,後續處理可透過刀模沖壓完成。但對於厚度 3mm 以上、尺寸大型且具備複雜 3D 曲面的工業外殼,唯一能確保精度的方法就是 CNC 數控加工

關鍵技術一:5 軸 CNC 輪廓切割與修邊

這是決定產品輪廓精度與表面品質的核心工序。

成型後的粗胚會被固定在專為該產品設計的精密治具上,確保加工過程中零件的絕對穩定與定位精度。接著,5 軸 CNC 加工中心的刀具開始運作。

所謂5 軸,是指刀具能在 X、Y、Z 三個直線軸之外,再進行 A、B(或 A、C)兩個旋轉軸的同步運動。這種多軸聯動能力使得:

  • 刀具能始終保持最佳切削角度,垂直或傾斜於產品的 3D 曲面
  • 沿著 CAD/CAM 設計的輪廓路徑進行連續精確切割
  • 將產品從廢料板上完美分離,邊緣平整無毛邊

關鍵技術二:CNC 鑽孔與開槽加工

在同一個 CNC 加工程序中,依照 CAM 軟體生成的刀具路徑,機台會在產品的指定位置執行:

  • 鑽孔加工: 用於螺絲鎖固、五金件安裝或電路板定位,孔徑公差可控制在 ±0.1mm 以內
  • 銑槽加工: 用於開關面板、顯示螢幕嵌入、散熱風扇安裝或通風口開設

5 軸 CNC 的優勢在於:

  • 確保孔位與槽孔的三維空間定位精度
  • 邊緣乾淨、無毛刺、無應力集中
  • 保證後續組裝的順利度與產品的最終質感

成型與加工是一體化技術

厚板真空成型是成型 + 加工的整合製程。真空成型賦予塑膠立體造型,5 軸 CNC 則賦予其工業級精度與功能性。

一個專業的厚板真空成型製造商,必定同時具備:

  • DFM(可製造性設計)能力: 從設計階段就規劃 CNC 治具的固定點與刀具路徑
  • 精密 CNC 加工技術: 確保交付的產品無需二次處理,可直接進入組裝產線
  • 品質管控系統: 從成型到加工全程追溯,保證產品一致性

這種整合能力,是厚板真空成型產業的核心競爭力。

厚板真空成型 vs. 塑膠射出成型,哪個適合你?

在塑膠製造領域,厚板真空成型塑膠射出成型是兩種主流技術,但它們的應用場景幾乎完全不同。

塑膠射出成型擅長製造高精度、高複雜度的小型零件;而厚板真空成型則專精於大尺寸結構相對單純外殼與罩件。

選擇錯誤的製程,不僅會導致開發成本暴增,更可能使產品無法實現。本文將從四大方向,深入比較這兩項技術,幫助您在專案初期就選對方向。


方向1:模具成本與結構

這是兩者最顯著的差異,也是決定專案能否啟動的關鍵。

  • 厚板真空成型:
    • 模具: 成本相對低廉。
    • 結構: 通常是單面模具,材質多為鋁模。製造週期短,修改彈性高。
    • 原理: 僅需製作產品單側的形狀,塑膠板材加熱後覆蓋其上,抽真空使其貼合。
  • 塑膠射出成型:
    • 模具: 成本極高,可能是真空成型模具的 10 到 100 倍。
    • 結構: 必須是高精密度的雙面鋼模,包含公模與母模,以及複雜的冷卻、頂出、甚至滑塊系統。
    • 原理: 熔融塑膠以高壓注入密閉的模腔中,製程極為精密。

方向 2:批量與生產速度

您的預期年產量 (EAU) 直接決定了適合的技術。

  • 厚板真空成型:
    • 適合批量: 低至中批量生產。例如每年 50 件到 5,000 件。
    • 生產速度: 週期時間較長,包含加熱、成型、冷卻與後續的 CNC 裁切修邊。
  • 塑膠射出成型:
    • 適合批量: 大規模量產。例如每年 10,000 件到 1,000,000 件以上。
    • 生產速度: 週期時間極快,通常僅需幾秒到幾十秒,可實現全自動化生產。

方向 3:產品尺寸與設計限制

您的產品有多大和多複雜,是另一個決策點。

  • 厚板真空成型 (專精大型件):
    • 尺寸: 這是它的絕對優勢。能輕易製造極大型的產品,例如長寬數公尺的機器外殼、醫療床板或汽車保桿。
    • 設計限制: 產品多為殼狀罩狀。壁厚無法做到完全均勻,在深度拉伸的轉角處會變薄。
  • 塑膠射出成型 (專精複雜件):
    • 尺寸: 適合小型到中型零件。製造大型件的模具成本和機台噸數會呈指數級上升。
    • 設計限制: 這是它的強項。可以製造極度複雜的結構,例如卡扣、螺絲柱、強化肋、齒輪等。壁厚控制非常精確。

對比維度 4:材料與外觀精度

兩者使用的原料形態與最終質感截然不同。

  • 厚板真空成型:
    • 材料: 使用塑膠板材,如 HIPS, ABS, PC, PMMA, TPO。板材可預先具備特定顏色或紋理如髮絲紋。
    • 外觀: 只有接觸模具的那一面細節清晰,另一面則較為模糊。後製程的 CNC 修邊精度是關鍵。
  • 塑膠射出成型:
    • 材料: 使用塑膠顆粒,材料選擇近乎無限,如 PP, ABS, PC, PA, POM 等,也可混入玻璃纖維增強。
    • 外觀: 產品雙面都非常精細,能完美複製模具的鏡面拋光或咬花紋理。