产品结构设计师需知的常用塑胶材料及材质区分方法

产品结构设计师需知的常用塑胶材料及材质区分方法

塑胶材料可以说是应用相当广泛的一种材料，随处可见，充满了我们周边的各类产品，尤其是热门的电子产品。作为产品结构设计师，你肯定是经常和这类产品材料打交道的，那么你真的知晓塑胶材料么？下面优概念工业设计为大家分享电子产品上常用的几种塑胶材料，以及结构设计时的注意事项，最后给大家分享塑胶原料的鉴别方法。

第一种：ABS 苯乙烯树脂

材料性能：耐抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，流动性好，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷涂、电镀、熔接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

材料外观：外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。

材料密度：1.05 g/cm^3左右

成型收缩率：0.4%-0.6%

应用领域：汽车、通信、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域

材料分类：分为通用级(包括各种抗冲级)、阻燃级、耐热级、电镀级、透明级、结构发泡级和改性ABS等。通用级用于制造齿轮、轴承、把手、机器外壳和部件、各种仪表、计算机、收录机、电视机、电话等外壳和玩具等；阻燃级用于制造电子部件，如计算机终端、机器外壳和各种家用电器产品；结构发泡级用于制造电子装置的罩壳等；耐热级用于制造动力装置中自动化仪表和电动机外壳等；电镀级用于制造汽车部件、各种旋钮、铭牌、装饰品和日用品；透明级用于制造度盘、冰箱内食品盘等。

结构设计时的注意事项

1， 材料用于外观件

a，素材,表面高亮或雾面：需要注意厚度设计要平均，筋位厚度不能超过厚度3/5 。     内部掏胶过度要大，否则外观表面会有厚薄胶印，缩水痕。内部尽量少做筋位，可以减少外观不良，降低成型压力。

b，素材+表面电镀：同样需要注意厚薄胶印，防止电镀后外观面凹凸不平。另外前后模分型线处需要导0.2 R角，分型线做到R角相切处，防止电镀后碰伤，掉落镀层，影响外观。

c，素材+表面喷涂：除了以上注意点外，还需注意底色素材尽量要与表面喷涂颜色相近，防止刮花露底色。

2， 材料用于支架结构件

由于ABS材料韧性较弱，容易折断，结构设计时需要注意强度，卡扣位置，螺丝柱位置都需要做加强筋，防止反复拆卸后断裂。

第二种：PC 聚碳酸酯

材料性能：具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;高度透明性及自由染色性;成形收缩率低、尺寸稳定性良好;耐疲劳性佳;耐候性佳;电气特性优;无味无臭对人体无害符合卫生安全，PC材料具有阻燃性，耐磨，抗氧化性。流动性差，对成型要求高。

PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。

材料外观：PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，透过率高，有很好的光学性，可着成五颜六色。

材料密度： 1.18-1.22 g/cm^3 

成型收缩率：0.5%-0.7%

应用领域：PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。

材料分类：防静电PC，导电PC，加纤防火PC，抗紫外线耐候PC，食品级PC，抗化学性PC

结构设计时的注意事项

1， 材料用于外观件

a，素材,表面高亮或雾面：需要注意厚度设计要平均，筋位厚度不能超过厚度的3/5 。内部掏胶过度要大，否则外观表面会有厚薄胶印，缩水痕。内部尽量少做筋位，可以减少外观不良，降低成型压力。另外PC材料不耐磨，做外观素材件一般需要做喷UV处理来提高耐磨性。

b，素材+表面喷涂：除了以上注意点外，还需注意底色素材尽量要与表面喷涂颜色相近，防止刮花露底色。

C，透明素材+喷UV，用于镜片类，在结构设计时需要注意进胶点位置，尽量在设计的时候预留避空出来，防止从外面看看到进胶点。

2， 材料用于支架结构件

由于PC材料流动性差，成型难度大，结构设计时多做过度设计，搭桥设计。方便成型走胶流向，降低成型压力。

第三种：PC+ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物

材料性能：综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。流动性好，柔韧性好。机械性能的卓越平衡，低温时也具备高冲击强度，室内紫外线稳定性，较高的热变形温度(80~125℃)，耐燃性(UL945VB)，色彩范围广泛，易于注塑和挤塑，吹塑加工，良好的电镀性。

材料外观：混合材料白色，超低光泽，可着成五颜六色。

材料密度：1.05-1.20 g/cm^3

成型收缩率：0.5%-0.7%。

应用领域：广泛使用在汽车内部零件、商务机器、通信器材、电子电器、家电用品及照明设备上。

材料分类：聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯腈(ABS)合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质

结构设计时的注意事项

1， 材料用于外观件

a，素材,表面高亮或雾面：同样需要注意厚度设计要平均，筋位厚度不能超过厚度的3/5 。内部掏胶过度要大，否则外观表面会有厚薄胶印，缩水痕。内部尽量少做筋位，可以减少外观不良，降低成型压力。另外外观素材件一般需要做喷UV处理来提高耐磨性。

b，素材+表面电镀：同样需要注意厚薄胶印，防止电镀后外观面凹凸不平。另外前后模分型线处需要导0.2 R角，分型线做到R角相切处，防止电镀后碰伤，掉落镀层，影响外观，一般情况下很少采用ABS+PC做外观件电镀的，除非对材料强度要求很高。

c，素材+表面喷涂：除了以上注意点外，还需注意底色素材尽量要与表面喷涂颜色相近，防止刮花露底色。

2， 材料用于支架结构件

设计时并没有太多要求，主要注意平均胶厚，设计时多做过度设计，搭桥设计，方便成型走胶流向，降低成型压力。

第四种：POM聚甲醛

材料性能：POM强度、刚度高，弹性好，减磨耐磨性好，其力学性能优异，比强度可达50.5MPa，比刚度可达2650MPa，与金属十分接近，POM的摩擦因数小，耐磨性好，极限PV值很大，自润滑性好。POM制品对磨时，高载荷作用时易产生类似尖叫的噪声。POM不耐强酸和氧化剂，对烯酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好，可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等，并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小，尺寸稳定性好。POM的耐候性不好，长期在紫外线作用下，力学性能下降，表面发生粉化和龟裂。

材料外观：是一种表面光滑、有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，薄壁部分呈半透明。 

材料密度：1.41-1.43 g/cm^3

成型收缩率：1.2-3.0%

应用领域：广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用，如医疗技术、运动器械等方面，POM也表现出较好的增长态势。

结构设计时的注意事项

材料很少用于外观件，直接为本色注塑。基本用于内部结构件，轴承件。对于结构设计时注意进胶点位置，防止功能性干涉，另外注意平均厚度，注意成型时不要缩水，影响产品尺寸精度。

第五种：TPU热塑性聚氨酯弹性体橡胶

材料性能：耐磨性能、拉伸性能、撕裂性能、屈折性能、耐水解性能、抗高温与抗氧化性能、耐油与耐药品性能、低温性能、气密性。

材料外观：外观为透明粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。 

材料密度：1.1-1.2 g/cm^3

成型收缩率：1.0-1.5%（根据材料的硬度而计算，硬度越低，收缩越高）

应用领域：工程制品、汽车工程部件;消防水龙带、软硬复合制品;变速杆球柄、滚轴、连轴器、索环和密封件;电缆套塑、织物涂覆，传动带、软管、电缆接头、软管接头、矿山筛网、薄膜和挤出型材;齿轮、护目镜框、缓冲器、运动鞋底和脚轮，吊裙肩带、表带等。

结构设计时的注意事项

1， 收缩率，尺寸越大，收缩越大，比如200的长度的表带，成型后尺寸只有198左右.那么在投摸的时候需要跟模厂沟通好，计算好收缩率，防止成型后产品尺寸偏小。

2， 弹性收缩率，由于是软胶，那么它就有弹性收缩，收缩大小根据材料选择的硬度有关，度数越大，收缩越小。比如用65度的TPU材料做手机保护套，那么在设计的时候，配合要做0配合，或者-0.2mm以下的配合，防止产品成型后因为弹性收缩原因造成装配起来太松，达不到手握实心的效果。

3， TPU材料做结构件时，需要注意壁厚的强度，比如65度的USB塞子，在打开时会设计一个拉头，防止掉落，那么这个拉头设计要在1.2mm以上，防止用户用力一拉断裂，失去功能。

第六种：硅胶

材料性能：

优点：耐热性好、耐温特性、电性能好、憎水性、低表面张力、低表面能、耐潮湿性好、润滑性好、透气性好

缺点：耐化学品和溶剂性差、机械性能差、抗撕拉差、耐磨性能差

材料外观：外观可以为透明，可着成五颜六色

材料密度：1.12-1.3g/cm3

成型收缩率：2％－3％（根据材料的硬度而计算，硬度越低，收缩越高）

应用领域：

无机硅胶根据其用途 分为啤酒硅胶、变压吸附硅胶、医用硅胶、变色硅胶、硅胶干燥剂、硅胶开口剂、牙膏用硅胶等。

有机硅应用范围非常广泛。主要用于只做硅胶工业配件，按键，硅胶礼品，硅胶手环，硅胶手表，钥匙包，手机套，硅胶厨具，硅胶垫，冰格，蛋糕模等等。还用作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等

材料分类：一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。

结构设计时的注意事项

1， 收缩率：尺寸越大，收缩越大，硅胶的收缩率要比TPU还要大，另外硅胶一般采用压注模，而且一模多穴，所以投摸前期一定要跟模具厂沟通好，设计好收缩率。

2， 弹性收缩率：由于是软胶，那么它就有弹性收缩，收缩大小根据材料选择的硬度有关，常规在30-70之间，度数越大，收缩越小。比如用65度的硅胶材料做手机保护套，那么在设计的时候，配合要做0配合，或者-0.2mm以下的配合，防止产品成型后因为弹性收缩原因造成装配起来太松，达不到手握实心的效果

3， 硅胶同TPU材料一样，做结构件时需要注意壁厚的强度，而且硅胶材料尽量不要设计利角，硅胶外形边都要导0.5mm以上的R角，防止撕裂。 

以下为几种难以区分的塑胶原料鉴别方法：

1：ABS塑胶原料(丙烯晴二丁烯苯乙烯)

苯乙烯族系的热熔塑胶。硬质塑胶材料不透明。黄色火焰，黑烟及流滴燃烧，有一种酸臭并带橡胶燃烧气味，比重1.04。可溶于丙酮、二氯乙烷及三溴甲烷。 慢燃烧，耐酸碱，但暴露于某些酸及有机溶剂时遭受应力开裂。

2：PC塑胶原料(聚碳酸酯polycarbonate)

高挺性、高冲击强度及高温时保持机械性能为特征的工程塑料。热熔塑胶材料，燃烧困难。黄色火焰，系自熄性。有淡的酚气味。熔点430F，比重1.2。溶于氯化甲烷及氯化乙烷。。

3：PE塑胶原料(聚乙烯)

天然乳白色，蜡性手感；相当快速率燃烧，并如蜡融化流滴，火焰蓝色带黄尖，有一种烧石蜡的气味；低密度聚乙烯熔点221F，高密度聚乙烯熔点248F，引火点645F；比重小于1，浮于水上；可溶于熟苯、熟甲苯，不溶于其他通用溶剂。

4：PP塑胶原料(聚丙烯)

比PE较钢硬；黄尖蓝色火焰缓慢燃烧，气味类似柴油，毒烟；熔点在334F左右；比重0.906，浮于水上，可溶于热苯；

5：PS塑胶原料(聚苯乙烯)

坠地或用一硬物轻敲时产生一种金属鸣声；橙黄色火焰，产生浓烟，带碳簇飞舞，嗅味如照明煤气或万寿菊；熔点374F，引火点680F，比重1.09；可溶于丙酮、苯、醚、三氯甲烷。

6：PA6塑胶原料

PA6为乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物，可自由着色，韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温，耐细菌、能慢燃，离火慢熄，有滴落、起泡现象。

相信经过以上讲述，一定带给你常用塑胶材料的全面了解，相信在后期产品结构设计当中对于塑胶材料的应用你一定也会了然于胸。