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雙色射出成型 (2K 射出) 完整解析:原理、4 大優勢與材料匹配關鍵

1. 什麼是雙色射出 (2K射出)?

雙色射出成型,是一種先進的製造技術。它允許兩種不同顏色兩種不同特性的塑膠材料 (例如硬質塑膠 + 軟質 TPE),在同一個射出成型 週期中,於同一套模具內結合,形成一個無縫的單一部件。

它的最大價值在於免除後續組裝。傳統上,您可能需要先射出一個硬質零件,再透過人工或膠水,將軟質按鈕或握把組裝上去。雙色射出則一步到位,大幅提升了產品品質與生產效率。

2. 雙色射出是如何運作的? (旋轉模具)

雙色射出需要高度精密的設備:

  1. 一台雙射射出機: 擁有兩套獨立的射出單元(料管和螺桿),可同時熔融兩種不同的塑膠。
  2. 一套雙色模具: 更為複雜,通常具有旋轉功能。

其運作流程如下 :

  • 第 1 射 (射出基材): 第一射出單元將材料 A(例如硬質的 ABS)注入模具的第一模穴中,形成產品的基底 。
  • 模具旋轉: 模具的核心側會旋轉 180 度,將剛剛成型好的基材帶到第二模穴的位置。
  • 第 2 射 (射出包膠): 與此同時,第二射出單元將材料 B(例如軟質的 TPE)注入第二模穴,直接包覆在基材之上。
  • 冷卻與頂出:第 2 射進行的同時,第 1 射也正在成型下一個基材。當冷卻完成後,模具打開,頂出一個已結合完成的雙色零件。

3. 雙色射出的 3 大核心優勢

(1) 節省組裝成本與時間

這是 B2B 最大的誘因。它消除了傳統製程中對膠水、螺絲、超音波焊接或人工組裝的需求。透過一次成型,大幅降低了後續的組裝成本和管理成本。

(2) 創造優異手感與人因工程 (TPE/TPU 包膠)

這是最常見的應用。在硬質的基材上包覆一層軟質彈性體 (TPE 或 TPU),可以創造出防滑、吸震、手感舒適的握把。

(3) 提升外觀美感與耐用性

  • 外觀美觀: 可製作出色彩分明、無毛邊的多色產品。
  • 耐用性: 以鍵盤鍵帽為例,高階鍵帽的字母是第二種顏色的塑膠,而非印刷。這使得字母永不磨損脫落,耐用度極高。

4. 關鍵挑戰:材料匹配與相容性

這是雙色射出的最大技術門檻。 並非所有塑膠都能完美地黏在一起。

兩種材料的結合主要依賴化學相容性。如果材料不相容,它們在冷卻後會輕易分離 脫膠

  • 化學相容:
    • (O) 良好: TPE 與 PP;ABS 與 PC;TPU 與 ABS。
    • (X) 不良: TPE 與 ABS;POM 與多數塑膠。

如果您的設計必須使用兩種化學不相容的材料(例如 TPE 包 ABS),怎麼辦?

這時就必須仰賴 DFM (可製造性設計),在基材 (材料 A)」上設計出機械倒鉤,例如孔洞或凹槽,讓材料 B在射出時能抓住基材,強行以物理方式將兩者鎖在一起。

這對模具設計的精密度和材料選擇的知識都是一大考驗。

5. 常見應用案例

  • 日用品: 牙刷柄、刮鬍刀柄 (PP 基材 + TPE 軟膠握柄)。
  • 消費性電子: 遙控器、遊戲手把 (ABS 外殼 + TPE 軟質按鈕)。
  • 電腦周邊: 高階鍵盤鍵帽 (PBT + ABS/POM)。
  • 電動工具: 電鑽、砂輪機的握把 (PA+GF 基材 + TPE 防滑包膠)。
  • 汽車內裝: 控制面板、旋鈕 (PC 基材 + TPE/TPU 觸感層)。

雙色射出成型是一種在單一模具、單一循環中,將兩種不同塑膠(如硬質ABS與軟質TPE)結合的先進技術。它透過旋轉模具和兩套射出系統運作,最大優勢是免除後續組裝提供優異的包膠手感,並製作出永不磨損的多色外觀。

其成功的關鍵在於材料相容性,若材料化學不相容,則必須在 DFM 階段設計機械倒鉤來輔助結合。