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這篇文章整理了塑膠射出成型（Injection Molding）在產品設計端與模具端最核心的知識點，適合產品設計師、機構工程師、模具工程師，以及想深入了解製造知識的人閱讀。
一、流長比（L/t Ratio）：料流走得到嗎？
流長比（L/t，Flow Length to Thickness Ratio）是衡量熔融塑膠能否順利充填模穴的關鍵指標：
- L：熔膠從澆口（Gate）流到最遠端的距離
- t：該流道區域的肉厚（Wall Thickness）
每種材料都有其流長比上限，超過這個值，熔膠在到達末端前就已降溫固化，導致充填不足（Short Shot）。
最常見的解決方案是多點進澆 — — 在多個位置開設澆口，縮短每股料流行走的距離。但代價是：多股料流匯合必然產生結合線（Weld Line），工程師需要判斷結合線位置是否影響外觀或結構強度。
💡 設計原則：盡量讓結合線落在非外觀面、非受力區域。
流長比 L/t 材料對照表
各材料 L/t 範圍差異顯著：PS、PA 流動性最佳（可達 300+），PC 與 PVC 流動性較差（僅 90–160），設計時需特別注意澆口布置。加玻纖後 L/t 上限約再打 7–8 折。
二、肉厚設計：均勻才是王道
肉厚設計是射出成型中最容易被忽略、卻影響最深遠的環節。肉厚急遽變化可能引發兩大問題：
遲滯現象（Hesitation Effect）：料流從厚肉區進入薄肉區時，薄處流阻大，料流速度驟降甚至停滯，表面出現流痕或充填不均。
真空泡（Void）與縮痕（Sink Mark）：厚肉區外皮先固化，內部塑膠持續收縮卻無法補料 — — 收縮在內部形成真空泡，在表面形成縮痕。
結構筋（Rib）的肉厚規則
結構筋壁厚 ≤ 主肉厚 × 50%
這個原則能有效避免結構筋根部產生縮痕或 Void。Boss（螺絲柱）底部常用「火山口（Moat Cut）」設計 — — 在根部環狀挖槽，進一步減少縮水。
三、材料選用：六大考量面向
選材不只是挑「強度夠」的料號，完整評估需涵蓋六個面向：
四、物性表怎麼看？兩個容易誤解的數據
熱變形溫度（HDT）≠ 長期使用溫度
物性表上的 HDT（Heat Deflection Temperature） 是在特定負載（1.82 MPa）下，樣品彎曲達 0.25mm 時的溫度 — — 是短時間量測值，不代表可以長期在該溫度使用。長期使用溫度（RTI）通常遠低於 HDT。
UL 746C → 耐候性評級
戶外或長期暴露於紫外線的產品，需查閱 UL 746C（抗 UV 紫外線、抗老化），直接影響材料長期外觀與機械性能穩定性。
塑膠材料耐熱溫度（HDT）比較
三個溫度等級清楚呈現：通用料（PP/PE/PS）HDT 75–100°C、工程料（ABS/PC/PA）100–220°C、特殊工程料（PEEK/PEI/LCP）超過 200°C — — 但成本也大幅躍升。
五、高分子聚合物分類
高分子聚合物
├── 橡膠（Rubber）
├── 矽膠（Silicone）
└── 塑膠（Plastic）
├── 熱固性（Thermoset） → 固化後不可再加工，如 Epoxy、Phenolic
└── 熱塑性（Thermoplastic）
├── 結晶性（Crystalline）
└── 非結晶性（Amorphous）
結晶性 vs 非結晶性
💡 選材口訣：要透明選非結晶、要耐化學選結晶、兩者都要考慮 PC。
六、材料價格 vs 耐熱溫度：選材全局觀
材料價格 vs 耐熱溫度氣泡圖
這張圖呈現選材最核心的取捨 — — 耐溫越高、價格越貴：
- 左下（通用料）：PP、PE、PS — 低價低耐溫，適合消費品大量生產
- 中區（工程料）：ABS、PC、PA、POM — 性價比高，覆蓋大多數工業應用
- 右上（特殊工程料）：PEEK（$90/kg）、PEI（$35/kg） — 航太、醫療等高規格場景
氣泡大小代表流動性（L/t 上限）：PA 和 PS 氣泡最大，充填最容易；PC 和 PSU 氣泡小，需要更高射壓或更多澆口。
七、表面粗糙度規格對照
模具表面規格是設計端與模具廠溝通的共同語言，目前業界常用三套系統：
SPI（美國塑膠工業協會）
⚠️ 常見誤解：SPI 是美國塑膠工業協會制定，不是 DME 發明的。DME 只是製作實物樣品板販售。
VDI 3400（德國工程師協會）
由 Verein Deutscher Ingenieure 制定，專門針對放電加工（EDM）表面：
Charmilles 號數
33號 Ra = 4.50 μm，屬粗加工等級，不是外觀規格，肉眼可見明顯麻點。
八、對應模具廠：設計端需要懂的模具知識
模穴數 / 兩板模 vs 三板模
加熱澆道（Hot Runner）：無料頭、縮短週期，適合高產量；但模具成本高、換色困難。
機台噸數
鎖模力（噸）= 投影面積（cm²）× 材料係數
PP ≈ 0.32 / ABS ≈ 0.40 / PC ≈ 0.55 ton/cm²
模具鋼材
冷卻水路 / 頂針 / 排氣
- 冷卻：佔週期 60–70%；進出水溫差控制在 3°C 以內；複雜件考慮隨形水路（Conformal Cooling）
傳統水路 vs 隨形水路對比
- 頂針：均勻分布避免頂白；外觀面改用頂塊或氣頂
- 排氣：排氣槽深 0.02–0.05mm，設於分模線與末端充填處；不足會導致燒焦或結合線加劇
總結：射出成型設計的核心思維
- 流長比 → 決定澆口數量 → 影響結合線位置
- 肉厚均勻 → 決定縮痕/Void 風險 → 影響外觀品質
- 材料特性 → 決定收縮率 → 影響尺寸精度與翹曲
- 表面規格 → 決定後加工需求 → 影響模具成本
- 模具設計 → 決定週期與品質 → 影響量產成本
掌握這些知識，設計師才能在產品開發初期做出對製造友善（DFM）的決策，避免開模後才修改的高昂代價。