關於作者：鍾元，2011年出版書籍《面向製造和裝配的產品設計指南》（DFMA）。2020年即將出版《面向成本的產品設計：降本設計之道》（DFC）。

在選擇塑膠材料之前，首先需要明確產品應用環境的各種要求。

1. 塑膠件載荷狀況

塑膠材料選取時，產品設計工程師應當仔細分析零件在實際應用場合承受載荷的情況，包括載荷的大小、類型和時間，然後對比塑膠材料的物理特性，選取合適的材料。五種典型的載荷條件及工程師應考慮的塑膠材料特性，如下表所示。

典型的載荷條件及應考慮的塑膠材料特性

2.產品使用環境

產品使用環境包括環境溫度和接觸介質。塑膠材料只能在一定的溫度範圍內保持性能，低於或者超過該溫度範圍，塑膠件在機械應力或化學攻擊下非常容易變得脆弱而發生失效；而不同塑膠材料工作溫度範圍不一樣。

如圖所示，相對於23°C的環境溫度，在80°C 環境溫度下某品牌POM的拉伸強度大幅下降。因此必須明確產品使用環境的溫度，包括最高和最低的工作溫度、以及長期的工作溫度等。在考慮溫度時，還需要考慮產品在裝配、後處理、運輸時的環境溫度。

塑膠材料的選取也要考慮產品在製造和使用環境中所可能接觸的各種化學介質，例如脫模劑、衝壓油、脫脂劑、潤滑油、清洗劑、潤滑油、印刷染料、粘合劑等，另外還需考慮水、雨水、紫外線、砂對塑膠材料的影響。合理的選擇塑膠材料確保與環境兼容。

POM在不同溫度下的拉伸應力-應變曲線

3.價格

在產品設計中，成本永遠都是非常重要的一個因素之一，塑膠材料的選取需要考慮到材料的價格，在滿足產品應用的條件下，選取價格比較便宜的塑膠材料。需要注意的是，由於塑膠材料的密度不同，在對比塑膠件成本時不僅僅是對比原材料價格，還需要對比密度。

部分塑料在2019年的價格趨勢

4 . 裝配要求

塑膠材料選取需要考慮到零件是通過什麼方式裝配到產品之中，根據產品的裝配要求選用合適的材料。有的塑膠材料適合於膠粘連接，有的適合超聲波焊接，而卡勾的連接則要求塑膠材料具有足夠的強度、彈性和尺寸穩定性。

例如，某產品的上下蓋的裝配要求是超聲波焊接裝，上蓋的塑膠材料已經選定為ABS，那麼下蓋的塑膠材料應當與ABS具有較好的超聲波焊接熔合性能，可以為ABS或PMMA等。

塑料之間的超聲波焊接兼容性

塑料之間的雷射焊接兼容性

5.尺寸穩定性

在選擇塑膠材料時，應根據零件和產品的尺寸穩定性要求來選取合適的塑膠材料。無定形塑料的尺寸穩定性好，如PC；半結晶塑料由於收縮率大、易翹曲等原因造成尺寸穩定性差，如PBT、PA66等。

非填充PBT塑料（壁厚6.35mm）在模具中頂出後因為收縮而造成的尺寸變化

6.外觀

零件是否有透明度的要求，是否需要咬花、是否需要電鍍、表面光澤度是否有要求等，這些外觀要求都會影響到塑膠材料的選擇。

7.安規

塑膠材料選擇時考慮產品是否需要滿足某種安規或某種認證的要求，比如3C認證、FDA、USDA、UL等；同時也要考慮產品是否需要滿足UL94阻燃等級的要求，阻燃等級分為5VA、5VB、V-0、V-1、V-2、HB。不同的塑膠材料具有不同的阻燃等級，甚至同一種塑膠材料因為材料等級不同，其阻燃等級也不同。

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2020年即將出版《面向成本的產品設計：降本設計之道》（DFC）。

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