在開發新的塑膠產品時,製造商面臨的最常見抉擇之一就是:我該開熱成型(常指真空成型) 模具,還是塑膠射出成型模具?
這兩項技術都能高效生產塑膠零件,但它們在成本結構、生產速度和設計自由度上截然不同。錯誤的選擇可能導致開發預算超支或產品單價過高。本文將從三個關鍵點進行比較。
關鍵一:模具成本與開發時間 (最大差異)
這是兩者最顯著的區別,也是影響決策的首要因素。
- 塑膠真空成型: 熱成型是將塑膠板材加熱軟化後,使其貼合於單面模具上。因此,其模具結構相對簡單,通常只需要製作公模或母模其中一面。模具材料常使用鋁合金,甚至在打樣階段可使用樹脂或木材。
- 結果: 模具成本低,開發時程快,通常僅需數週即可完成。
- 塑膠射出成型: 射出成型是將熔融的塑膠顆粒高壓注入雙面的精密模具中。模具必須包含公模、母模、澆道系統、冷卻水道與頂出機構,結構極為複雜。模具材料通常需要使用高強度鋼材。
- 結果: 模具成本高昂,是熱成型模具的數倍甚至數十倍,開發時程長,通常需要數個月。
維度二:單件成本與生產產量
模具成本決定了前期投入,而單件成本和產量則決定了長期的獲利能力。
- 塑膠真空成型: 此製程的原料是預先製成的塑膠板材,板材本身的成本高於塑膠顆粒。雖然其生產週期較射出成型慢,但因為模具成本低廉,非常適合中低產量的專案,例如每年數百件至數萬件的需求。
- 適合: 中低年需求量 (數百至 10,000 件)。
- 塑膠射出成型: 此製程直接使用最原始的塑膠顆粒作為原料,材料成本極低。其生產週期非常快,通常只需幾秒鐘。高昂的模具費用,可以被大批量生產攤提掉。
- 適合: 大批量生產 (數萬至數百萬件),產量越大,單件成本越低。
維度三:產品設計、精度與複雜性
您的產品設計,將直接決定哪種技術才可行。
- 真空成型: 由於是將板材拉伸成型,產品僅有單面能貼合模具,故只有單面具有精密細節。另一面則是拉伸後的自然表面。最大的限制是肉厚不均,角落和深抽處的板材會被拉得較薄。很難在模具上直接做出卡扣、螺絲柱或密集的肋條等複雜結構。
- 限制: 肉厚不均、僅單面精密、難以成型複雜機構 (如卡扣)。
- 塑膠射出成型: 高壓射出能讓熔融塑膠填滿模具的每個角落。產品的雙面都具有極高的精度和細節,且肉厚均勻可控。它可以輕易製造出極為複雜的結構,如卡扣、螺紋、齒輪、嵌件和精密的肋條。
- 優勢: 雙面高精度、肉厚均勻、可製作極複雜的結構。
決策樹:如何根據年需求量 (AEV) 選擇?
綜合以上三點,您可以根據您的預估年需求量來快速判斷:
- AEV < 1,000 件 (打樣或極小批量): 優先考慮熱成型。此階段射出成型的模具成本難以回收。 (或者可考慮 3D 列印或 CNC 加工)。
- AEV = 1,000 至 20,000 件 (中低批量): 這是熱成型的「甜蜜點」。模具成本可負擔,單件成本也在合理範圍。若產品結構簡單 (如外殼、托盤),熱成型是最佳選擇。
- AEV > 50,000 件 (大批量生產): 優先考慮塑膠射出成型。雖然前期模具投資巨大,但極低的單件成本將帶來長期的成本優勢,且能實現複雜的產品設計。
