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為什麼中空成型報價這麼高?中空成型模具費用、材料費、機台費全分析

為什麼我的中空產品報價這麼高?

您可能剛拿到中空成型品的報價單,並對上面的數字感到驚訝。許多開發人員會直覺地將它與射出成型比較,但這兩種製程的成本結構截然不同。

中空成型,特別是擠出中空成型 EBM,其成本並非單一因素決定,而是由四大關鍵項目疊加而成:模具、材料、機台、以及常被忽視的後加工。

了解這些錢花在哪裡,是您在開發階段控制預算與優化設計的關鍵第一步。

一、模具費用:鋁模 vs. 鋼模

模具是最大的一次性前期投資。中空成型模具的成本主要由其材料與複雜度決定。

  • 鋁模: EBM 中空成型是「低壓」製程,壓力遠小於射出成型,因此模具常使用 7075 鋁合金。鋁模的 CNC 加工速度快、散熱性佳、成本相對鋼模低廉,是中低批量生產的主力。
  • 鋼模 P20/NAK80: 如果您的預期總產量高達數百萬件,或者您使用的是具腐蝕性的 PVC 材料,就需要使用 P20 或不鏽鋼 S136 等鋼模。鋼模的耐用度極高,但造價也顯著提升。
  • 複雜度: 如果您的產品有複雜的 3D 曲線或需要精密的「夾斷式」Pinch-Off 設計,都會增加模具的加工工時與成本。

二、材料成本:HDPE, PP, PET

材料費是報價中最大的變動成本。這不僅是材料的單價,還包含了材料利用率。

  • 材料單價: 不同的塑膠原料價格不同。HDPE 聚乙烯是最大宗且成本較低的選擇;PP 聚丙烯能耐熱;PET 則用於高透明的 SBM 拉伸中空成型。
  • 材料利用率 廢料:這是 EBM 擠出中空成型的關鍵成本。在夾斷式設計中,瓶口與瓶底多餘的毛邊 Flash 是製程的必然部分。這些廢料雖然可以回收再利用,但回收料的比例、粉碎與再造粒的工序,都會被計入整體的製造成本。

三、機台費用:噸數與週期

機台的鐘點費是生產成本的核心,它由機台大小與生產速度決定。

  • 機台噸數: 中空成型機的噸數代表合模力。您的產品尺寸越大,投影面積越大,所需的合模力就越強,機台也越大台,其鐘點費自然越高。
  • 生產週期 : 生產一個產品需要多少秒?這其中絕大部分的時間都用於冷卻。您的產品肉厚越厚,所需的冷卻時間就越長,生產週期拉長,單件產品分攤的機台成本也就越高。

四、後加工成本:修邊與人工

這是最容易被開發人員忽視的「隱藏成本」。

  • 自動化修邊: EBM 產品的毛邊是必須被去除的。高效率的產線會整合自動化的修邊設備,在開模後立刻將毛邊裁切、分離。
  • 人工修邊與組裝: 對於形狀不規則、自動化難度高的零件,可能需要依賴人工進行二次修邊、鑽孔、或組裝配件。這些後段的人工成本,都會反映在最終的產品報價上。

熱成型 vs 塑膠射出成型:模具成本、產量、精度的終極比較

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。