以塑膠取代金屬的新趨勢

　　工程塑膠的性能不斷提高，以塑膠射出加工替代金屬的案例也隨著更加普遍。新一代的纖維增強塑膠，例如Solvay 的IXEF ， 其機械性能己可與一些金屬媲美，加上IXEF注塑後的表面非常平滑美觀，也可用於結構性的外觀件上。又例如 Solvay 的Amodel PPA，有些型號的熱變形溫度可高達 310℃ 而且耐水解，可用於又高溫又潮濕的環境中。在纖維增強的塑膠中，長纖維熱塑性塑膠近年在國內外也人氣急升，成型後的纖維仍可保持相當的長度而且互相纏結，使成品同時具備高剛性及很好的韌性；加上尺寸穩定性、質輕及耐腐蝕塑膠加工等優點，長纖材料已被廣泛用於 汽車、航天、醫療、交通、體育用品、家用電器和電子產品中。現在的汽車設計中塑膠部件己占車重的16%，第一基石(香港)有限(www。first-foundation。com)估計在五年內此百分率將繼續增加至約25%。這趨勢令新一代的汽車更省油、更少碳排放及更舒適。

　　塑膠代金屬的好處

　　雖然個別塑膠應用在不同的代金屬個案中有著不完全一樣的誘因，一般而言以工程塑膠替代金屬可歸納為以下的好處:

　　1。 減輕重量 - 代金屬塑膠的比重大部份在1。7 以下。比 鋼 (~7。8) 及質輕的金屬如鋁(~2。8) 等更輕。一般來說，使用碳纖維增強的塑膠在減重上的效果更明顯。

　　2。 耐化學性- 較高的耐化學性讓 塑膠件比金屬更可抵抗鏽蝕、雨水、清潔劑等物質。

　　3。 節省成本 - 不單比較部件成 本，在整體系統的塑膠射出成塑膠零件本效益上，塑膠件可能有助整合數個組件，減少部件數目和組裝工序，或在注塑時著色以減少金屬件的拋光及上色等成本。

　　4。 適合更復雜部件- 當部件的復雜度提高，塑膠部件比金屬件的工序和成本上升較緩和。

　　5。 增加設計自由度- 塑膠件更能勝任生產形狀復雜的設計，設計自由度更高，更可加強品牌或產品的獨特性。

　　6。 降低廢品率 - 使用塑膠時可降低多重工序及回料使用都有助減少廢品率。

　　7。 吸聲減震 - 塑膠件 對緩和震動及降低噪音較有效，讓產品的使用更安靜更耐用。

　　塑膠代金屬的步驟

　　首先擬定哪些金屬部件有可能由塑膠替代 。對現有的工程塑膠設計作綜合的功能性和工序成本的評估。一般來說， 無牽涉部件間之轉動或滑動，或對使甪時無需牽涉到裝卸功能的部件，可以統合成較少組成部份，亦可能較適合由塑膠件替代。在組裝上，原來的螺釘設計也可考慮減少或以彈力嵌入(snap fit)、超聲或其他的裝嵌法取代。此外在設計方面，也可使用FEA (有限元分析) 預先評估塑膠件在使用時的受力狀況和安全系數。模具的設計和加工參數方面 ， 利用 MFA (模流分析) 等軟件工具可助分析注塑時的應力分布。有助優化成品部件和生產工藝，讓項目達到更高經濟效益。