一個看似完美的產品設計，卻在量產後陸續出現斷裂問題——這不是設計缺陷，而是材料選擇的失誤。材料特性決定了產品的性能上限、使用壽命和最終成本，選對材料讓產品成功一半。
📖 本文為專題深入解析，如需了解塑膠射出成型的完整概念，請參考： 塑膠射出成型完全指南
本文為完整版深度指南（18+種材料、10000+字），適合需要深入了解的讀者。
如果您需要快速決策（5分鐘內找到適合材料），建議先閱讀：
當卡扣連接件遇上結合線強度不足
我們曾接到一個案例：客戶選用 PP 製作卡扣連接件，初期樣品測試一切正常，模具開發也很順利。然而量產三個月後，客訴開始湧入——卡扣在使用過程中陸續斷裂，斷裂位置驚人地一致：都在結合線處。
經過失效分析發現：PP 的結合線強度僅為本體強度的 40-50%，當卡扣受力時，結合線處成為最薄弱的環節。我們提出的解決方案是重新開模，改用 PA66 工程塑膠。PA66 作為主流工程塑膠，其結合線強度是 PP 的 2-3 倍，完全解決了斷裂問題。這個案例充分說明了承力件必須選擇工程塑膠而非通用塑膠。
這個案例的代價很高：重新開模費用 15 萬、延遲交貨的風險、客戶信任的考驗——這些都源於最初的材料選擇失誤。因此我們在材料選擇階段會特別謹慎，幫助客戶避免類似問題。
材料選擇的三大維度
在深入了解各種材料之前，我們需要建立一個系統性的選材思維框架。
機械性能維度
強度（能承受多大力量）、韌性（會不會脆斷）、耐磨性（長期使用會不會磨損）、結合線強度（熔接線處的強度）
環境耐受性維度
耐熱性（使用溫度範圍）、耐化學性（接觸油脂、清潔劑會不會劣化）、抗UV性（戶外使用會不會變黃變脆）、吸濕性（尺寸會不會因吸水而變化）
加工與表面維度
流動性（複雜結構能不能充填）、表面質感（光澤度、觸感）、後處理性（能不能電鍍、噴漆、印刷）、收縮率（尺寸精度控制）
常用材料特性全解析
Part A: 基礎材料（5種）
最大優勢在於價格低廉、耐化學性優異、韌性好，是日用品和食品接觸應用的首選。
以優異的表面光澤、易加工性和可電鍍特性著稱，是外觀件的理想材料。
PA66 是最常用的工程塑膠之一，機械強度高、耐磨、韌性好，[[結合線強度優異]]——這是它們取代 PP 成為承力件首選的關鍵原因。在業界的材料選擇中，PA66 佔據了工程塑膠市場的重要地位。我們經常向客戶推薦 PA66 作為承力件的首選工程塑膠材料。
**關鍵特性對比：**
- **PA6**：成本較低、流動性好、吸濕性較高（1.5-2.0%）
- **PA66**：強度更高、耐熱更好（95-120°C）、尺寸穩定性佳（吸濕性 1.2-1.5%）
高強度、高透明度、耐衝擊、耐熱性好，是需要透明度的結構件首選。
光線穿透率高達92%，透明度優於PC，具優異的光學特性與耐候性，是光學零件的理想材料。
快速結晶特性使成型週期短，電氣性能優異、耐化學性佳、尺寸穩定性好，是電氣零件的常用選擇。
Part B: 合金材料 - 性能的最佳平衡
將兩種或以上塑膠混合，結合各自優點、改善缺點。例如PC+ABS結合了PC的強度與ABS的流動性和表面品質，成本比純PC低30%。
市場最常用的合金材料，結合PC的抗衝擊韌性與ABS的流動性和表面光澤，成本比純PC低30%，是電子產品外殼的首選。
**典型應用**：筆記型電腦外殼、手機外殼、汽車內飾件、電子產品外殼
結合PC的抗衝擊與PBT的耐化學性、低吸濕性，尺寸穩定性佳，適合需要耐候性的戶外產品與汽車外飾件。
**典型應用**：汽車外飾件、戶外電器外殼、需耐候的結構件
Part C: 高性能工程塑膠深度解析
PPS具有優異的耐熱性（連續使用220°C）、固有阻燃性（UL94 V-0）和極低吸水率（<0.05%），是高溫電氣零件的標準材料。純PPS流動性較差，通常添加玻纖增強。
**典型應用**：高溫電氣零件、汽車燃油系統零件、水泵葉輪、電子連接器（耐焊接）
高耐熱（連續使用180°C）、透明、可反覆蒸氣滅菌、生物相容性佳，是醫療器材與實驗室器具的理想材料。
**典型應用**：醫療器材（手術器械、透析器）、實驗室器具、高溫食品容器、航太零件
Part D: 玻纖增強材料 - 性能的倍數提升
在塑膠中加入玻璃纖維（Glass Fiber, GF），大幅提升強度、剛性和耐熱性。玻纖含量通常為 15%、30% 或 40%，含量越高性能提升越明顯。
入門級玻纖增強尼龍，在保持良好韌性的同時提升強度和耐熱性。
**典型應用**：汽車進氣歧管、電動工具外殼、連接器本體
最常用的玻纖增強等級，性能與成本達到最佳平衡。拉伸強度達 180-220 MPa，耐熱溫度提升至 220-250°C。
**典型應用**：汽車引擎周邊零件、高強度齒輪、工業連接器
結合 PC 的韌性與玻纖的剛性，適合需要高衝擊強度的結構件。
**典型應用**：電動工具外殼、汽車保險桿支架、防護罩
PPS（聚苯硫醚）是一種高性能工程塑膠，具有優異的耐熱性（連續使用 220°C）、化學抗性和尺寸穩定性。加入 40% 玻纖後，成為耐高溫結構件的首選。
**典型應用**：汽車燃油系統零件、電子連接器（耐高溫焊接）、水泵葉輪、引擎周邊零件
PPO（聚苯醚）具有極低吸水率（<0.1%）、優異的尺寸穩定性和良好的電氣性能。通常與 PS 共混改性（稱為 modified PPO 或 Noryl），加入玻纖後適合需要尺寸精度的電氣零件。
**典型應用**：電氣開關外殼、電路板支架、HVAC 設備零件、汽車電氣零件
LCP（液晶高分子）是高性能工程塑膠，具有超低收縮率（0.1-0.2%）、極低吸水率（<0.02%）和超高耐熱性（200-280°C）。加入 30% 玻纖後，拉伸強度達 180-240 MPa，是精密連接器的標準材料。
**典型應用**：電子連接器（手機、電腦）、高頻天線、精密齒輪、醫療器械零件
第三章：材料物性對比表
快速選材對照表（30秒找到適合材料）
根據最常見的應用需求，快速找到適合的材料選擇：
| 需求場景 | 第一選擇 | 替代方案 | 避免使用 | 關鍵理由 |
|---|---|---|---|---|
| 日用品外殼 | PP | ABS | PC | 成本敏感，PP經濟；需美觀用ABS |
| 承力卡扣 | PA66 | PA6 | PP | PP結合線強度不足易斷裂 |
| 透明外殼 | PC | PMMA | ABS | PC強度高；PMMA更透明但較脆 |
| 光學零件 | PMMA | PC | PP | PMMA透光率92%，光學性能最佳 |
| 需要電鍍 | ABS | - | PP | 只有ABS可電鍍 |
| 高溫環境 | PA66+30%GF | PPS+40%GF | PP/ABS | >120°C需耐熱材料 |
| 精密齒輪 | PA66+30%GF | LCP+30%GF | PA6 | PA6吸濕後尺寸變化0.3-0.5% |
| 電氣連接器 | PBT | LCP+30%GF | PP | 需電氣絕緣性與尺寸穩定性 |
| 戶外產品 | ASA | PP+UV劑 | ABS | ABS抗UV差，半年變黃變脆 |
| 電子產品外殼 | PC+ABS | ABS | PP | PC+ABS兼具強度與表面品質 |
| 汽車外飾件 | PC+PBT | ASA | ABS | 需耐候性，PC+PBT耐化學品 |
| 醫療器材 | PES | PC | PP | PES可反覆蒸氣滅菌（121°C） |
| 食品容器 | PP | PE | ABS | PP有FDA食品級認證 |
| 阻燃外殼 | PPS+40%GF | PC+FR | PP | PPS固有阻燃UL94 V-0 |
完整材料物性對比表
| 材料 | 拉伸強度(MPa) | 耐熱溫度(°C) | 吸水率(%) | 表面品質 | 典型應用 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 基礎材料 | ||||||
| PP | 30-40 | 80-100 | <0.1 | 中 | 日用品、食品容器 | |
| ABS | 40-50 | 80-95 | 0.3-0.4 | 優 | 家電外殼、玩具 | |
| PA6 | 70-80 | 80-120 | 1.5-2.0 | 中下 | 齒輪、軸承 | |
| PA66 | 80-90 | 95-120 | 1.2-1.5 | 中下 | 汽車零件、卡扣 | |
| PC | 60-70 | 120-140 | 0.15-0.20 | 優 | 透明外殼、光學件 | |
| PMMA | 65-75 | 80-95 | 0.2-0.3 | 極優 | 光學零件、燈罩 | |
| PBT | 50-60 | 120-150 | 0.08-0.15 | 中 | 電氣連接器、開關 | |
| 合金材料 | ||||||
| PC+ABS | 50-60 | 100-120 | 0.2-0.3 | 優 | 電子產品外殼 | |
| PC+PBT | 55-65 | 120-140 | 0.1-0.15 | 優 | 汽車外飾件 | |
| 高性能材料 | ||||||
| PPS | 65-75 | 220-240 | <0.05 | 中 | 高溫電氣零件 | |
| PES | 80-90 | 180-200 | 0.3-0.4 | 優 | 醫療器材、耐熱透明件 | |
| 玻纖增強材料 | ||||||
| PA6+15%GF | 120-140 | 150-180 | 0.8-1.2 | 差 | 電動工具外殼 | |
| PA66+15%GF | 130-150 | 180-200 | 0.6-0.9 | 差 | 汽車進氣零件 | |
| PA66+30%GF | 180-220 | 120-140 | 0.3-0.5 | 差 | 引擎周邊零件 | |
| PC+30%GF | 120-150 | 140-150 | 0.10-0.15 | 差 | 高衝擊結構件 | |
| PPS+40%GF | 180-220 | 240-260 | <0.05 | 差 | 高溫電氣零件 | |
| PPO+30%GF | 110-140 | 150-180 | <0.1 | 差 | 電氣開關外殼 | |
| LCP+30%GF | 180-240 | 280-320 | <0.02 | 差 | 精密連接器 |
📊 材料綜合性能雷達圖 - 互動對比工具
💡 提示：勾選材料即時更新雷達圖，滑鼠移到圖表查看詳細分數。數據已標準化為 0-100 分便於直觀對比。
特殊需求材料選擇指南
某些應用場景對材料有特殊的認證或性能要求，以下是常見的特殊需求選材指南：
電氣產品外殼通常需要通過UL94阻燃認證，常見等級為V-2、V-1、V-0（V-0最嚴格）。
| 材料類型 | 阻燃等級 | 特性 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| PPS+40%GF | 固有V-0 | 無需添加劑、耐高溫220°C | 高溫電氣零件、連接器 |
| PC+阻燃劑 | V-0/V-2 | 透明、高強度、成本合理 | 電器外殼、充電器 |
| PA66+阻燃劑 | V-0/V-2 | 強度高、耐熱 | 汽車電氣零件 |
| ABS+阻燃劑 | V-0/V-2 | 表面質感佳、可電鍍 | 家電外殼 |
食品接觸應用需要通過FDA（美國）或EU 10/2011（歐盟）認證，確保材料不會釋放有害物質。
| 材料 | 認證 | 耐熱溫度 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| PP | FDA/EU | 80-100°C | 食品容器、奶瓶、餐具（最常用） |
| PE（HDPE/LDPE） | FDA/EU | 60-80°C | 瓶蓋、軟質容器 |
| PET | FDA/EU | 70-80°C | 飲料瓶（吹瓶成型） |
| PC | 部分等級 | 100-120°C | 奶瓶（需BPA-free） |
| Tritan（改性共聚酯） | FDA/EU | 100-110°C | 嬰幼兒用品、水壺（BPA-free） |
醫療器材需通過生物相容性測試，常見標準為USP Class VI（美國藥典）或ISO 10993（國際標準）。
| 材料 | 認證 | 滅菌方式 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| PES | USP VI/ISO 10993 | 蒸氣滅菌（121°C, 2000次+） | 手術器械、透析器 |
| PC（醫療級） | USP VI/ISO 10993 | EtO/Gamma | 醫療外殼、氧氣面罩 |
| ABS（醫療級） | USP VI/ISO 10993 | EtO/Gamma | 醫療設備外殼 |
| PP（醫療級） | USP VI/ISO 10993 | 蒸氣/EtO/Gamma | 一次性醫療用品、注射器 |
| PEEK | USP VI/ISO 10993 | 蒸氣滅菌 | 骨科植入物、牙科器械 |
透明應用需考慮透光率、抗衝擊性、耐化學性和成本的平衡。
| 材料 | 透光率 | 抗衝擊 | 耐熱(°C) | 耐化學性 | 相對成本 | 適用場景 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PMMA | 92%（最佳） | 差 | 80-95 | 中 | 中 | 光學零件、燈罩、展示品 |
| PC | 86-89% | 極優 | 120-140 | 差 | 高 | 安全眼鏡、防護罩、手機殼 |
| PES | 80-85% | 優 | 180-200 | 優 | 極高 | 醫療器材、耐熱透明件 |
| Tritan | 88-90% | 優 | 100-110 | 優 | 高 | 食品容器、嬰幼兒用品 |
| PETG | 85-88% | 中 | 70-80 | 中 | 低 | 包裝、瓶罐、展示架 |
應用場景的材料選擇邏輯
完整決策樹：從需求到材料的邏輯選擇
25個實務應用案例
日用品外殼
首選 PP（成本低）或 ABS（外觀佳）。理由：不需高強度、成本敏感、可能需要表面處理
汽車內飾件
首選 PA66或PA66+30%GF（視溫度而定）。理由：耐熱、耐磨、強度要求高、需承受引擎高溫
電子連接器
首選 PBT（一般）或 LCP+30%GF（高精密）。理由：電氣絕緣性、尺寸穩定、耐焊接溫度
卡扣連接件
首選 PA6/PA66（結合線強度），避免 PP（結合線處易斷）。理由：承力部位必須考慮結合線強度
透明外殼
首選 PC（強度高）或 PMMA（極透明）。理由：PC抗衝擊、PMMA光學性能更佳但較脆
精密齒輪
首選 PA66+30%GF 或 LCP+30%GF（視精度要求）。理由：耐磨、低吸濕、尺寸穩定
汽車燈罩
首選 PMMA（透光率92%）。理由：耐候性佳、透明度高、成本合理
手機外殼
首選 PC+ABS。理由：兼具PC強度與ABS表面質感、成本比純PC低30%
需電鍍外殼
只能選 ABS。理由：ABS是唯一能穩定電鍍的常用塑膠
汽車外飾件
首選 PC+PBT 或 ASA。理由：需耐候性、抗UV、耐化學品
阻燃電氣外殼
首選 PPS+40%GF（固有阻燃）或 PC+阻燃劑。理由：需達 UL94 V-0 標準
醫療手術器械
首選 PES。理由：耐蒸氣滅菌（121°C, 2000次）、生物相容性、透明
食品容器
首選 PP。理由：FDA食品級認證、耐化學性、成本低
戶外廣告招牌
首選 PMMA 或 ASA。理由：PMMA透明耐候、ASA抗UV不變黃
電動工具外殼
首選 PA66+15%GF。理由：耐衝擊、耐磨、成本合理
筆電外殼
首選 PC+ABS 或 ABS。理由：表面處理性好、可噴漆、質感佳
引擎室零件
首選 PA66+30%GF 或 PPS+40%GF。理由：耐高溫（>150°C）、耐油脂
水泵葉輪
首選 PPS+40%GF。理由：耐熱、耐化學腐蝕、尺寸穩定
實驗室器具
首選 PES 或 PP。理由：PES耐高溫滅菌、PP耐化學品
安全眼鏡
首選 PC。理由：高抗衝擊、透明、防護性能優異
高壓電氣開關
首選 PBT 或 PPO+30%GF。理由：電氣絕緣性、耐電弧、尺寸穩定
玩具外殼
首選 ABS。理由：表面光澤好、安全無毒、可上色
物流週轉箱
首選 PP。理由：韌性好、耐衝擊、成本低、可回收
展示品底座
首選 PMMA。理由：極高透明度、質感佳、適合展示
航太零件
首選 PES 或 PEEK（超高性能）。理由：耐高溫、阻燃、尺寸穩定、低煙霧
材料選擇的常見錯誤
- 問題：用便宜的 PP 做需要強度的零件
- 務實解法：根據受力分析選擇足夠強度的材料（PA6/PA66）
- 完美主義解法使用有限元分析驗證應力分佈，精準選材
- **案例**：卡扣連接件用 PP，結合線強度不足導致斷裂，重新開模改用 PA66
- **代價**：重開模費用、延遲交貨違約金、客戶信任損失
- 問題：戶外產品用 ABS，沒考慮 UV 劣化
- 務實解法：戶外產品選擇抗 UV 材料或添加 UV 穩定劑
- 完美主義解法使用 ASA（ABS 的抗 UV 改良版）或添加高效 UV 穩定劑
- **後果**：半年後產品變黃、變脆、強度大幅下降
- **正確做法**：開發階段就進行 UV 老化測試
- 問題：精密齒輪用 PA6，沒考慮吸水後尺寸變化
- 務實解法：精密件考慮低吸濕材料（LCP+30%GF、PC+30%GF、PPS+40%GF）
- 完美主義解法根據使用環境濕度計算尺寸補償，或選用超低吸濕材料
- **後果**：尺寸變化導致配合不良、運轉異音、提早失效
- **關鍵數據**：PA6 吸水後尺寸可能膨脹 0.3-0.5%
- 問題：不需高溫的產品用 LCP+30%GF
- 務實解法：選擇剛好滿足需求的材料等級（如 PA66 或 PA66+30%GF）
- 完美主義解法建立材料等級決策矩陣，系統化評估
- **後果**：成本暴增 10-20 倍，毫無必要，降低產品競爭力
- **正確做法**：根據實際使用溫度和精度要求選材
- 問題：需要電鍍的零件用 PP
- 務實解法：開模前確認表面處理需求，選擇可電鍍材料（ABS）
- 完美主義解法提前與電鍍廠商確認材料相容性和處理參數
- **後果**：PP 無法電鍍，必須換料重開模，損失慘重
- **關鍵提醒**：電鍍、噴漆、印刷等後處理都對材料有要求
材料選擇常見誤解澄清
實務中有許多材料選擇的誤解，以下澄清常見的錯誤認知：
真相：玻纖增強提升強度和剛性，但犧牲表面品質、韌性和成本。
- ✅ 適用場景：結構件、承力部位、耐熱要求、尺寸精度高（如齒輪、汽車零件）
- ❌ 不適用：外觀件（表面粗糙）、需要韌性的部位（如卡扣、需要彎曲的零件）
- 💡 關鍵判斷：只在需要高強度和剛性時選玻纖，否則純材料更適合
真相：PA6成本低但吸濕性高（1.5-2.0%），吸水後尺寸膨脹影響精度；PA66強度更高、吸濕性較低（1.2-1.5%）、尺寸穩定性佳。
- ✅ 選PA6：成本敏感、精度要求不高（±0.3mm以上）、低負載齒輪
- ✅ 選PA66：高精度齒輪（±0.1mm）、高負載、需要長期尺寸穩定性
- ✅ 選PA66+30%GF：極高負載、高溫環境（>100°C）、精密齒輪
- 💡 關鍵數據：PA6吸水後尺寸膨脹0.3-0.5%，PA66約0.2-0.3%
真相：透明材料有多種選擇，PC只是其中之一，需根據具體需求選擇。
- ✅ 選PMMA：光學性能優先（透光率92%）、燈罩、展示品
- ✅ 選PC：抗衝擊優先（安全眼鏡、防護罩）
- ✅ 選PES：耐高溫+透明（醫療器材、需滅菌）
- ✅ 選Tritan：食品級透明（嬰幼兒用品、水壺）
- 💡 PC的弱點：怕酒精和清潔劑（應力龜裂）、易刮傷、價格高
真相：ABS表面質感佳、可電鍍，但抗UV性能差，不適合戶外使用。
- ✅ 適用：室內產品（家電、玩具、電子產品外殼）
- ❌ 不適用：戶外產品（半年後變黃變脆）
- ✅ 戶外替代方案：ASA（ABS改良版，抗UV）或添加高效UV穩定劑
- 💡 實測：ABS戶外曝曬6個月後，衝擊強度下降50%以上
真相：材料選擇的最佳策略是「剛好滿足需求」，而非「性能最好」。
- ❌ 過度設計：常溫產品用LCP（成本暴增10-20倍，性能浪費）
- ✅ 精準選材：根據實際使用溫度、強度、精度需求選擇
- 💡 案例：手機外殼用PC+ABS（性能夠+成本合理），不需要用LCP或PPS
- 💡 總成本考量：材料費+模具費+加工成本+週期時間
真相：PC+ABS是為了平衡性能與成本，犧牲部分PC強度換取更好的加工性和表面質感。
- PC+ABS優勢：流動性好、表面光澤佳、成型週期短、成本低30%
- PC+ABS劣勢：強度略低於純PC、耐熱性略低
- ✅ 選PC+ABS：電子產品外殼（手機、筆電、家電）
- ✅ 選純PC：需要高強度和耐衝擊（安全眼鏡、防護罩、汽車零件）
真相：PP是性價比極高的材料，在合適的應用場景表現優異。
- PP優勢：耐化學性優異、韌性好、食品級認證、價格低
- PP限制：強度較低、結合線強度不足、耐熱性一般
- ✅ 最佳應用：日用品、食品容器、化學品容器、活頁夾、週轉箱
- ❌ 不適用：承力卡扣、齒輪、高溫環境、精密結構件
- 💡 全球產量最大的塑膠材料之一，應用廣泛
真相：不同材料收縮率差異極大，換材料=重新開模！
- 收縮率差異：PP約1.5-2.0%，PA66+30%GF約0.3-0.5%（差3-4倍）
- 後果：換材料導致尺寸不符、模具報廢、重新開模損失慘重
- ✅ 正確做法：開模前就確定材料，考慮所有使用條件
- 💡 特殊情況：同系列相近材料（如PA6→PA66）可能可行，但需試模驗證
材料、模具與成本的關係
不同材料對模具和加工的影響遠超過材料本身的價格差異。
| 材料 | 加工溫度 | 模具鋼材要求 | 加工難度 | 週期時間 | 總成本影響 |
|---|---|---|---|---|---|
| PP | 200-280°C | 標準鋼材(P20) | 容易 | 短 | 低 |
| ABS | 200-250°C | 標準鋼材(P20) | 容易 | 短 | 低 |
| PA6/PA66 | 260-290°C | 需耐熱鋼(SKD61) | 中等 | 中 | 中 |
| PC | 270-320°C(依牌號調整) | 需耐熱鋼(SKD61/NAK80) | 較難 | 長 | 中高 |
| PPS+40%GF | 300-340°C | 高溫鋼材(SKD61+) | 困難 | 中 | 高 |
| LCP+30%GF | 320-380°C | 高溫鋼材(SKD61+) | 困難 | 中 | 高 |
📊 材料價格與綜合性能氣泡圖（TCO分析工具）
💰 價格定位：橫軸=相對價格倍數（以PP為基準），縱軸=綜合性能得分，氣泡大小=應用範圍廣度。 ⭐ PA66+30%GF是工程零件性價比之王！
開模前材料確認清單
材料替代方案建議表
當原定材料無法取得、成本超出預算、或性能不符需求時，以下是常見的材料替代方案：
基於成本考量的替代方案
| 原材料 | 降成本替代方案 | 性能差異 | 需注意事項 |
|---|---|---|---|
| PC | PC+ABS | 強度略降、耐熱性略降 | 成本降30%，適合非極端應力場景 |
| PA66+30%GF | PA66或PA6+30%GF | PA66成本低15%；PA6+30%GF成本低20%但吸濕性高 | 檢查負載和溫度是否能接受 |
| LCP+30%GF | PPS+40%GF或PA66+30%GF | 精度略降、吸濕性增加 | 成本降50-70%，檢查精度需求 |
| PMMA | PETG或透明ABS | 透光率降低、光學性能下降 | 成本降40-50%，適合非光學用途 |
| PES | PC（醫療級）或PPSU | 耐熱性降低（PPSU接近） | 檢查滅菌方式相容性 |
基於性能提升的替代方案
| 原材料 | 性能提升替代方案 | 性能改善 | 成本影響 |
|---|---|---|---|
| PP | PA6或ABS | 強度提升2倍、結合線強度大幅改善 | 成本增加50-80% |
| PA6 | PA66或PA6+15%GF | PA66強度高、吸濕性低；PA6+GF剛性大增 | 成本增加20-40% |
| ABS | PC+ABS或ASA | PC+ABS強度高；ASA抗UV | 成本增加30-50% |
| PA66 | PA66+30%GF | 強度提升2倍、耐熱提升30°C、剛性提升3-5倍 | 成本增加40-60% |
| PC | PC+30%GF | 剛性大增、耐熱提升、尺寸穩定性改善 | 成本增加30-50%、表面粗糙 |
📊 材料升級性價比分析圖
以下圖表清楚顯示性能提升幅度與成本增加比例的關係。 綠色柱代表性能提升倍數，橘色柱代表成本增加百分比。
- 綠色柱（左軸）：性能提升倍數（數值越高越好）
- 橘色柱（右軸）：成本增加百分比（數值越低越經濟）
- 最佳性價比：綠色柱高但橘色柱低的選項（如 PA6→PA66）
- 點擊柱狀圖：查看該升級方案的詳細資訊與應用建議
基於特殊需求的替代方案
| 需求 | 首選材料 | 備選方案1 | 備選方案2 | 選擇邏輯 |
|---|---|---|---|---|
| 戶外抗UV | ASA | ABS+UV劑 | PC+PBT | ASA最佳；ABS+UV劑成本低；PC+PBT耐候+強度 |
| 高溫環境(>150°C) | PPS+40%GF | PA66+30%GF | LCP+30%GF | PPS性價比佳；PA66極限180°C；LCP極限280°C |
| 精密齒輪 | PA66+30%GF | LCP+30%GF | PPS+40%GF | PA66性價比高；LCP精度最高；PPS耐高溫 |
| 透明+耐衝擊 | PC | Tritan | 改性PMMA | PC最強；Tritan耐化學品；改性PMMA光學佳 |
| 阻燃要求 | PPS+40%GF | PC+FR | PA66+FR | PPS固有阻燃；PC+FR透明可選；PA66+FR高強度 |
| 食品接觸 | PP-F | PE-F | Tritan | PP最常用；PE軟質；Tritan高端透明 |
| 電鍍需求 | ABS | PC+ABS（特殊等級） | 無 | ABS是電鍍標準材料；PC+ABS部分等級可電鍍 |
| 醫療滅菌 | PES | PC（醫療級） | PP（醫療級） | PES反覆蒸氣滅菌；PC用EtO/Gamma；PP一次性 |
📊 特殊需求材料適用性矩陣
快速查找特定需求的最佳材料選擇。 點擊任一需求可查看首選材料、備選方案與選擇邏輯。
- 首選材料評分：深綠色代表最適合（95-100分）
- 備選方案：淺綠色代表次優選擇（70-94分）
- 可考慮：淺黃色代表有限制但可用（30-69分）
- 不推薦：紅色代表不適合（0-29分）
- 點擊矩陣格：查看完整的材料選擇邏輯與替代方案
- 快速決策：找到您的需求，立即獲得推薦材料
材料替代決策流程
精密件選材關鍵：吸濕性與尺寸穩定性分析
精密件（如齒輪、連接器、軸承）對尺寸公差要求嚴格，材料的吸濕性會直接影響尺寸穩定性。PA系列材料吸水後可能膨脹 0.3-0.5%，對於精密配合會造成嚴重問題。
📊 材料吸濕性 vs 尺寸穩定性散點圖
以下散點圖清楚顯示不同材料的吸水率與尺寸變化率的關係。 紅色區域材料不適合精密件，綠色區域材料適合精密應用。
- 橫軸（X）：吸水率 %（對數刻度，數值越小越好）
- 縱軸（Y）：尺寸變化率 %（數值越小越好）
- 🔴 紅色區域：高吸水率材料（PA6, PA66），不建議用於精密件
- 🟢 綠色區域：低吸水率材料（LCP, PPS, PC+GF），適合精密件
- 點擊數據點：查看該材料的詳細資訊與應用建議
結論
實務要點總結
- 根據實際需求選材，不要過度設計也不要性能不足
- 注意結合線強度，承力部位避免用低強度材料（PP）
- 考慮環境因素：溫度、化學品、UV、濕度
- 精密件注意吸濕性對尺寸的影響（PA6/PA66 吸水後膨脹 0.3-0.5%）
- 開模前確認表面處理需求（電鍍只能用 ABS）
- 計算總擁有成本，不只是材料價格（含模具、加工、週期時間）
「選對材料讓產品成功一半」不是誇飾，而是實戰總結。
材料特性決定了產品的性能上限——用 PP 做承力件，再怎麼優化設計也無法達到 PA66 的強度；用 ABS 做戶外產品，再怎麼保護也擋不住 UV 劣化。
同時，材料選擇也影響製造成本和時程——高性能材料需要更高溫的加工、更長的週期、更好的模具鋼材。這些都是總成本的一部分。
最聰明的材料選擇不是「選最好的」，而是「選剛好的」。剛好滿足性能需求、剛好符合成本預算、剛好匹配製造能力。
從 PP 到 LCP+30%GF，每種材料都有它最適合的舞台。工程師的專業，就在於精準判斷——哪個舞台該用哪個演員。選對了，產品成功一半；選錯了，再好的設計也救不回來。