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要打造成功的塑膠產品，主要的關鍵來自於好的產品設計。然而，在把「設計構想」轉化成可量產的過程中，必須先對塑膠生產的製程有基本的概念，如此一來，設計者便可以在產品的開發過程中，事先技巧性地簡化日後量產的難度，並大幅提高量產時的良率。

為此，本集要分享的是：塑膠產品設計開發前，需要先建立的六大基礎觀念：
(1)原料材質
(2)塑膠收縮率
(3)肉厚設計
(4)表面粗糙度
(5)拔模角度
(6)公差設定

1、原料材質
我們在前幾集的【塑膠材質大補帖】系列中，有針對材料的部份進行較完整的說明，歡迎點擊下方連結查看。
1 基本概念篇
2 塑膠PP
3 塑膠PS
4 塑膠ABS
5 塑膠PA
6 塑膠PC

塑膠原料的種類相當多，設計者在產品設計初期，在決定產品的功能及需求後，就要先決定使用何種塑膠材料。

決定好塑膠材質，再進行圖面繪製，這個順序真的很重要。

較為妥當的設計流程應該是：
STEP1：確認產品的功能
STEP2：確認外觀的造型
STEP3：決定塑膠材質
STEP4：圖面繪製
STEP5：模具開發
STEP6：產品量產

但在實務過程中，我們很常看到的狀況是，設計者已經將圖面繪製好了，才決定要用何種塑膠材料。這會有什麼問題呢？

由於某些塑膠材質間的物性差異很大，事後才決定材質，會很容易造成設計圖面有很多的矛盾與不可行的設計缺失。換句話說，相同的產品設計，搭配不同塑膠材質，所繪製出來的圖面是不一樣的，製作出來的模具也會有所差異。

很多設計者常犯的一個錯誤，就是先將圖面繪製好，就進行發包，然而廠商大多是依照圖面製造模具，如果設計者與廠商事前沒有充分的溝通，就會在產品量產時才發現問題，但為時已晚。

2、塑膠收縮率
先決定好塑膠材質的主要原因之一，就是因為塑膠本身會有「收縮現象」，不同的塑膠材料，其收縮率也不同。而塑膠模具會根據該材料的收縮率來製作，假使日後要更換塑膠材質，但其收縮率的差異過大時，塑膠模具可能因為無法修改而必須報廢。

以下是幾個常見塑膠材質的收縮率比較圖。

我們可以很明顯地看到，結晶性材料與非結晶性材料的收縮率有相當大的差異。如果模具是以ABS的收縮率進行開模，後期要更換成POM材質，幾乎是不太可行的事。收縮率越大，射出成型時在尺寸控制上的難度就越高。因此業界也常有人選擇在原料中加入添加物，藉此讓純塑膠原料的收縮率降低。從圖表來看，當原料中加入30%的玻纖時，結晶性材料的收縮率便可以大幅降低。

3、肉厚設計
產品的肉厚可以分為「主結構的肉厚」及「補強肋的肉厚」，在進行產品的肉厚設計時需注意三個重點：
(1)避免競流效應
(2)短射與真空泡
(3)表面縮水痕

(1)避免競流效應
產生競流效應的主因就是肉厚不均，所以在進行產品設計時，要盡可能做到「肉厚均勻」。當成品的肉厚不均時，塑料會往容易流動的地方跑，所以肉厚處會跑比較快，而肉薄處便容易出現包封現象。

(2)短射與真空泡
肉厚太薄容易導致「短射」，肉厚太厚則容易導致「真空泡」。一般來說，合適的肉厚大約在1.5~4.0mm之間。當成品肉厚小於1.5mm，甚至小於1.0mm，就需要精算L/T比及機台的射出能力，評估是否可以順利成形。

(3)表面縮水痕
造成表面縮水痕的主因，來自於「成品肉厚」與「補強肋肉厚」的收縮方向不一致，導致兩者相互拉扯塑膠原料，讓成品表面因此產生輕微的凹痕。如果要避免產生縮水痕，補強肋的肉厚不能太厚，其肉厚要盡可能小於成品肉厚的1/2。如果超過1/2，補強肋的收縮拉力會比較容易影響到成品的外觀表面。

以上，我們在下集繼續說明塑膠產品設計的另外三個重點：表面粗糙度、拔摸角度、公差設定。