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HDPE vs. PP 塑膠,哪個更適合您的專案?

最常見的兩種低成本塑膠

HDPE 高密度聚乙烯 和 PP 聚丙烯 是世界上產量最大、應用最廣的兩種塑膠。它們都屬於聚烯烴家族,價格低廉、重量輕且耐化學性優異。

然而,它們在耐溫性與耐疲勞性上的根本差異,決定了它們截然不同的應用。為您的專案選擇正確的材料,是確保功能與成本效益的關鍵。

1. HDPE 高密度聚乙烯

HDPE 是一種以韌性與耐用性著稱的材料。

  • 核心特性:
    1. 優異的耐寒性: 這是 HDPE 的關鍵優勢。它在低溫下仍能保持良好的耐衝擊性,不易脆裂。
    2. 高剛性與強度: 在聚乙烯家族中,HDPE 的密度最高,因此更硬、更堅固。
    3. 耐化學性: 能抵抗多種酸、鹼與溶劑。
  • 主要限制: 耐熱性不如 PP,無法用於高溫或蒸汽消毒。
  • 典型應用: 牛奶瓶、洗髮精瓶、化學品儲存桶、戶外垃圾桶、塑膠管材。

2. PP 聚丙烯

PP 是一種用途極廣的材料,以其耐熱性和耐疲勞性聞名。

  • 核心特性:
    1. 優異的耐熱性: PP 的熔點較高,可承受 100°C 以上的溫度,使其成為可微波加熱或蒸汽消毒的理想選擇。
    2. 頂尖的耐疲勞性: PP 幾乎不會斷裂。這使其成為製造活頁鉸鏈的唯一材料,例如瓶蓋與盒蓋。
    3. 重量最輕: 密度是所有塑膠中最低的之一。
  • 主要限制: 耐寒性差,在低溫環境下會變脆。
  • 典型應用: 食品容器 可微波餐盒、瓶蓋 活頁鉸鏈、醫療器材 需消毒針筒、汽車電池外殼。

HDPE vs. PP:關鍵決策點

  • 您的產品需要耐高溫嗎? 例如醫療消毒或微波爐。選擇 PP。
  • 您的產品需要活頁鉸鏈設計嗎? 例如可開合 180 度的蓋子。選擇 PP。
  • 您的產品需要在寒冷戶外使用嗎? 例如戶外垃圾桶或雪具。選擇 HDPE。
  • 您的產品需要更堅固的瓶身嗎? 例如大型化學品儲罐。選擇 HDPE。

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。

熱成型真空成型材料選擇指南 | ABS, PS, PC, PETG 特性與成本比較

不是所有塑膠都能熱成型

選擇了熱成型或真空成型製程後,下一步就是選對板材。這一步至關重要。不是所有熱塑性塑膠都適合熱成型,也不是所有板材都符合您的需求。

使用 PS 聚苯乙烯來做耐衝擊外殼會導致脆裂;使用 PC 聚碳酸酯來做拋棄式內襯又會成本過高。本文將解析最常見的五種熱成型板材,幫助您在成本與功能之間做出最佳權衡。

常見熱成型板材特性比較表

深入解析:各材料的優勢與限制

1. PS 聚苯乙烯

PS 是熱成型領域中最便宜、最易加工的材料。

  • 優勢: 成本極低,成型速度快,細節表現力好。
  • 限制: 質地脆,耐衝擊性差,不耐用。
  • 應用: 拋棄式食品容器、飲料杯蓋、電子產品的緩衝內襯、包裝泡殼。

2. ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯

ABS 是綜合性能最均衡的選擇,在成本與強度間取得了完美平衡。

  • 優勢: 良好的耐衝擊性與剛性,表面質感好,易於後加工如 CNC 修邊或塗裝。
  • 限制: 不抗紫外線 UV,不適合長期戶外使用。
  • 應用: 中大型機器外殼、醫療設備罩件、汽車內飾板、運輸用托盤。

3. PETG 聚對苯二甲酸乙二酯-G

PETG 是熱成型領域的透明材料首選。

  • 優勢: 高透明度、高韌性、耐衝擊性優於 PS,且符合 FDA 食品級規範。
  • 限制: 成本高於 PS 與 ABS,表面較易刮傷。
  • 應用: 食品包裝盒、醫療器材包裝泡殼、透明防護罩、零售陳列架。

4. PC 聚碳酸酯

PC 俗稱防彈膠,是熱成型材料中最強悍的選擇。

  • 優勢: 頂尖的耐衝擊強度、高耐熱性,透明度佳。
  • 限制: 成本最高昂,且加工難度高,需要高溫加熱與更強的真空壓力。
  • 應用: 高強度防護罩、透明機器護蓋、車燈、安全帽。

5. HDPE 高密度聚乙烯

HDPE 以其優異的耐化學性與韌性著稱。

  • 優勢: 極佳的耐酸鹼與耐化學溶劑性,韌性極好耐磨損。
  • 限制: 材料收縮率較大,成型精度較差,且表面難以黏合或印刷。
  • 應用: 化學品托盤、卡車貨斗底襯、砧板、儲存槽內襯。

如何根據應用產品來選擇?

一、需要高透明度的罩子或包材

首選是 PETG。它透明度高、韌性好且符合 FDA 食品級,是醫療或食品包裝的首選。次選是 PC,它同樣透明且耐衝擊性更強,但成本高得多且加工較難。

二、需要耐衝擊的機器外殼

首選是 ABS。它在成本與耐衝擊性之間取得最佳平衡,且表面易於後加工。如果需要極端的耐衝擊或耐高溫,才需升級到 PC

三、成本極度敏感的拋棄式內襯

唯一選擇是 PS。它最便宜、成型最容易,雖然質地較脆,但作為一次性包裝或電子產品內襯已足夠。

情境四:需要接觸化學品或戶外使用

戶外使用需考慮耐候性,可選用添加抗 UV 劑的 ABSPC。若需接觸強酸強鹼,HDPE 則具備最佳的耐化學性。