熱成型、擠出、射出成型…七種塑膠產品製程初認識！

成品的壁厚取決於公母模間的空隙，當模具分開後會利用頂針將成品推出。

因為製程沒有澆注口及澆道系統，所以原料不太會損失，也可以成形任何塑膠原料，常用 ... 熱成型、擠出、射出成型…七種塑膠產品製程初認識！0AddMaker發佈於1年前塑膠是很常使用的材料，在《新手不可不知：塑膠射出成型產品的11個基礎設計原則》一文中提到要做塑膠製品，可不只有射出成型，本文將介紹七種塑膠產品的成型法，分別介紹其製程與應用，希望對各位產品開發者、設計師們都有所幫助！塑膠材料的先備知識！塑膠原料在室溫底下為固體或彈性體，而在加工時都會加熱原料，讓它成為具有流動性的熔融液態。

塑膠依照加工特性分為「熱塑性塑膠」和「熱固性塑膠」，前者可以多次加熱塑形，具有回收再利用性，其流動性像是黏液一般較緩慢的熔融狀態，常見有PE、PP、PVC、ABS……等；後者在加熱後會固化，分子鏈之間形成化學鍵，成為穩定的結構，因此即使再次加熱也不能讓達到熔融液態，像是環氧樹脂、橡膠。

列出常見的七大項製程：鑄造成型（Casting）浸漬成型(DipMolding)中空鑄型法(SlushMolding)旋轉成型（RotationalMolding)吹氣成型（BlowMolding）擠製成型（Extrusion）熱成型（Thermoforming）壓縮成型（CompressionMolding）真空成型（VacuumForming）射出成型（InjectionMolding）焊接（Welding）發泡成型（Foaming）鑄造成型Casting不只是金屬能鑄造，塑膠製造時也可以將液態塑料倒入模具，在室溫或是低溫烘烤下固化，再將成品取出，可以製造表面光滑的物件，也常稱為澆鑄、鑄塑。

使用材料像是丙烯酸，酚醛樹脂，聚酯（Polyester）和環氧樹脂（Epoxy），常用來製作中空製品、板材等等。

而以此延伸出的塑膠製程有浸漬成型（DipMolding）、中空鑄型法(SlushMolding）、旋轉成型（RotationalMolding，又稱滾塑成型）浸漬成型DipMolding將高溫的模具浸泡到塑膠熔融液體中再緩慢取出、晾乾，最後將成品從模具上剝離的成形方式。

將模具從塑料中取出的速度需要控制，速度越慢、塑料層越厚。

這個製程具有成本優勢，便宜又可以小量生產，且因為製程不會有分模線，缺點是僅限於製作較簡易的造型，常見於生產氣球、塑膠手套、手工具手柄以及醫療器材等中空物件。

另外也以浸漬成型運用於上色、加上異材質塗層時使用，日本建築兼設計師JoNagasaka就曾使用發泡材料綑綁後浸漬在橡膠中製造家具。

日本建築兼設計師JoNagasaka設計的spongyseats中空鑄型法SlushMolding將塑膠熔融液體倒入高溫的模具來做出中空的產品，塑膠會在模具上形成一層模（殼）後，將多餘的料倒出，等到塑膠凝固後就可以打開模具取出零件。

當塑膠在模具停留的時間越久，殼就越厚，是自由度相對高的製程，並且可以製作較為複雜的形狀、獲得很好的外觀細節，常見如PVC、TPU製作的汽車內裝，像是儀表板、門把的表面。

塑膠會在模具上形成一層模後，將多餘的料倒出，等到塑膠凝固後就可以打開模具取出零件。

汽車儀表板是由TPE以中空鑄型製作，圖片來自LTM旋轉成型RotationalMolding將定量的塑膠熔融液體放到加熱的兩件式密閉模具裡後，再旋轉模具，讓物料均勻地分布在模具壁上，等凝固後就可以打開模具取出成品。

過程中會利用空氣或是水降溫，而成品必為中空結構，加上因為旋轉的關係，成品都有著柔和的曲線，不太適合做小型、精細的產品。

一開始的塑料液體多寡就決定壁厚，與前兩者不同。

多用來製作中軸對稱的圓形物體，像是陶藝花盆、兒童遊具、照明設備、水塔設備等等。

機台會旋轉模具，讓物料均勻地分布在模具壁上。

左：國外工廠使用旋轉成型製作皮艇，圖片來自Gutchland；右：海尼根的造型冰箱也是以旋轉成型，圖片來自GregstromCorporation吹氣成型BlowMolding吹氣成型又稱中空成型、吹塑成型，機台中間包覆著吹氣裝置，當原料加熱後擠壓經過模頭後的塑膠，會呈現中空管條狀，兩邊模具合起後會切斷餘料，接著進行送入空氣到模具，此時塑膠會像吹氣球到填滿整個模具內壁，最後冷卻後取出成品。

使用材料如ABS、LDPE、HDPE、PP、PC、PS等等，而產品多為各式各樣的瓶罐、汽車與醫療會用到裝液體的零件。

吹氣成型機台會將空氣打入，填滿整個模具內壁成型。

吹氣成型製作出的產品多為瓶罐類，圖片來自Sealectplastics擠製成型Extrusion擠製成型又稱押出成型或擠出成形，是將熱塑性材料加熱軟化後，擠壓進入成型的模具中（稱為「模頭」）塑型，塑料會形成與模頭一致的截面，擠出一長段後冷卻，再依據需要被裁切成需要的長度。

擠製成型的設備成本低且應用十分廣泛、容易自動化生產。

只是造型上有限制，主要拿來生產管材、板材、棒材、薄膜，常見如水管、零件、塑膠板、塑膠條、電纜等等。

左圖：塑膠擠製成型產品，圖片來自AndroidZeng／右圖：擠製成型常用來生產板材，圖片來自：misfits’architecture熱成型Thermoforming熱成型是將厚度均勻的材料置於模具中，加熱使材料軟化而覆蓋於模具表面，再以外力壓擠成型，經過冷卻階段固化獲得成品，可細分為熱壓成型（壓縮成型）、真空成型，差別在於施壓方式不同。

熱壓成型CompressionMolding壓縮成型是將塑膠顆粒狀原料，放到加熱的模具上（母模）利用同樣高溫的下壓模具（公模）所成型的工法，也稱熱壓成型、模壓成型。

成品的壁厚取決於公母模間的空隙，當模具分開後會利用頂針將成品推出。

因為製程沒有澆注口及澆道系統，所以原料不太會損失，也可以成形任何塑膠原料，常用如PF、MF、UF、EP，但製程關係成型週期較長且容易溢料出毛邊，需要再後加工將不需要的地方去除。

壓縮成型是將塑膠顆粒狀原料，放到加熱的模具上利用同樣高溫的下壓模具所成型的工法壓縮成型常用來製作熱固性塑膠製品，和添加玻璃纖維而增強原料的塑膠製品，其中尤其適合造型簡潔、無內倒角又具有厚度的物件，像是重型零件、插座、杯盤等等。

真空成型VacuumForming真空成型也可稱為真空熱壓成型，是先將塑膠板材均勻受熱至軟化後，機台會讓塑膠板材和模具接觸，並將空氣抽出形成真空狀態，讓塑膠片緊密地包覆模具成型，等待冷卻即可取下成品。

真空成型因為是低壓製程，所以模具材質限制少，有倒鉤造型時也可以考慮破壞模具（例如雕塑用油土）。

適合打樣也可量產，少量可以使用木製、石膏；中大量生產則會用環氧樹脂或是耐磨的鋁材作為模具。

所有熱塑性塑膠板材都可以使用，最常見的PS、ABS、壓克力、PC，常見應用如烘焙器具、浴缸、包材、家具、汽車內裝等。

左圖：浴缸是由塑膠、大理石粉末、鋁土礦等組成的人造材質經由熱成型製成，圖片來自patriciaurquiola/右圖：2017年多倫多室內展覽會上推出的gweilo燈，就是使用光學級PMMA以熱成型製作。

圖片來源自partisans射出成型InjectionMolding塑膠射出成型則是顆粒狀的原料進料到機台後，利用高溫高壓將熔融狀的塑料注入不鏽鋼模具，再降溫、利用頂針推出成品。

可使用的材料與應用範圍廣，因為鋼模可以製作複雜、高精度、多樣的成品，但相對的開模成本也高，因此通常會提高產量來分攤模具成本。

塑膠射出成型能製作的物品廣泛，更常會有師傅說「只要開得出模具就可以製造！」因此舉凡生活用品、汽車零件、醫療器材、電子產品、嬰幼玩具等等都是製造的範圍。

而製造搜查線也走訪過許多塑膠射出廠商，每間MOQ都不一樣、擅長製作的產品也不相同。

延伸閱讀：新手不可不知：塑膠射出成型產品的11個基礎設計原則享奎塑膠在實際生產時非常精細的模具，與成品射出後的模樣。

（全文：大廠也跟他學！業界模具開發指標塑膠射出成型工廠：享奎企業）塑膠射出彈性高，製作大小與精度範圍廣，圖為隆怡塑膠製作的電子產品與電器。

（全文：雙AppleMFi認證！研發、模具、塑膠射出到組裝的電子產品EMS大廠：隆怡工業）焊接Welding焊接是利用熱量融化熱塑性塑膠（搭配治具）把塑膠物件接合的製程，方式分為接觸與非接觸兩種，前者如振動摩擦焊接，後者像是超音波、雷射、紅外線、氣體對流焊接等等。

摩擦焊接 FrictionWelding兩個塑膠物體在一定的壓力、震幅和頻率下，互相快速摩擦產生熱量，讓塑膠在接合面上呈現熔融狀態，再將兩者夾緊作接合動作。

適合熱塑性材料和半結晶樹脂（如HDPE、PA、PP、TPO），常見的應用像是汽車的進氣岐管、儀表板、車燈，其他還有航太應用。

通常熔融塑料會從接縫處流出一點產生溢料，但這種製程不需要高成本的模具就可以達到好的氣密接合效果。

雷射焊接LaserWelding雷射焊接時要先將兩個物件疊合在一起，上層為雷射光可穿透物件，當雷射光照射時會穿透上層照到下層吸收雷射光，下層表面融化將熱量傳導到上層物件以接合，過程會利用夾具來確定物件間的緊密度，同類塑膠有高度的連接穩定性，但如果有超過40％比例的玻璃纖維，可能就有易碎的焊接縫，而且建議其厚度不超過2mm。

設計師PhanThaoDang也曾經利用焊接將ABS水管做成具有設計美感的椅子。

PhanThaoDang利用焊接將ABS下水管做成具有設計美感的椅子，圖片來源：PhanThaoDang發泡成型Foaming發泡成型與其他成型的差別在於需要將材料先膨脹，再將材料灌注到模具成型。

大多數熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發泡材料，常見如發泡聚氨酯(PUR)、發泡聚苯乙烯(EPS)、聚氯乙烯(PVC)、發泡聚乙烯(EPE)、發泡聚丙烯（EPP）。

圓球狀的原料經過戊烷和熱蒸汽會熱膨脹成原先的40倍大，需要讓材料靜置約12小時後，才能再加熱注入成型模具或是射出機台，藉由高溫讓顆粒融合成型。

成品可以大幅減輕重量，具有緩衝、絕熱、電絕緣、吸音等效果，適合大量生產，可以加工的尺寸和範圍廣，應用如水果包裝、衝浪板、單車安全帽、汽車內裝（駕駛座靠枕、保險桿，和儀表板下方的緩衝材等等），但是相對的設備和模具也不便宜。

左圖：Blocksfinj公司推出的Moonstruck系列，利用塑膠發泡成型做出具有大理石紋路的家具，圖片來自Blocksfinj／右圖：發泡成型的經典之作是EnzoMari的SeggiolinaPop椅，圖片來自magisdesign 還沒有找到合作的設計團隊、打樣量產工廠嗎？前往廠商專區尋找產品好夥伴吧：塑膠專家在這裡找製造工廠問題討論區加點製造為產品開發專業知識交流社群，專業問答提供開發者互助學習，也可以快速的搜尋在地的優秀設計與製造廠商。

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