7-1 概 论

热固性成形材在尺寸安定性、表面硬度、抗蠕变、耐热力、绝缘性及抗化学性上皆有极佳的物性。有些甚至具有成形后之零收缩率，特别适用于需要极小公差之塑品。以下先对各种热固性材料做个简介：
1. 酚醛树脂(phenolics)
使用于电线装置、汽车零组件（传动、点火、真空助煞板）、电气开关齿轮、马达启动器、洗衣机、电冰箱、烤面包机、炒锅把手、通信器材及计算机等。
2. 尿素(urea)
用于电线、照相装置、家庭用电路断路器及色浆之应用等。
3. 三聚氰胺(melamine)
用于碗盘器皿、电器组件及对光稳定的色浆应用。
4. 三聚氰胺－酚醛树脂(melamine-phenolic)
特别适于需要极佳电气性质及抗电弧性上之应用，如开关之齿轮、马达启动器及须用对光稳定性之器具。
5. 醇酸树脂(Alkyd)
适用于在高温时需要高绝缘性及介电强度之应用，亦可用于汽车分电盘盖、转子、开关器外壳、断路器及色浆。
6. 　酸二丙烯酯(diallylphthalate，DAP)
此材料在长时间高温及高湿度下，仍保有极佳的电气性质，可应用于连接器及通信组装器材。
7. 聚脂类(polyesters)
可以粒状、团状或板状成形各种电气、建筑、运输及医药等产品。产品之小可从1英吋到几百英吋。
以上所述之各种热固性成形材可以多种成形方法制成产品如下所列：
(a) 浸湿加工(wet process)：补强玻纤遍布在成形模上，倒入液态树脂混合之，再予以加压加热成形之。
(b) 团状成形材(BMC)：混合了热固性材料、填充剂及补强玻纤，常先以押出法制成圆木状或长条状以利后续之压缩成形、树脂转换成形（须要精确之塑品厚度时）或射出成形。
(c) 板状成形材(SMC)：大多为不饱和聚脂与玻纤混合成为糊状于两PE膜中间，经输送带上之滚轮压挤成为片状，再做后续之加工成形，特别适用于大型品之制造。
(d) 热塑性玻纤补强射出成形(FRTP－injection molding)：其加工法为与射出成形类似，一般之玻纤含量为20％至40％。
表7-1为对上述各种成形法对产品设计之不同要求做个比较：

7-2　塑品设计之通则

毋论所用之热固性材料为何，其设计有一些通则，产品设计者可以好好利用，使成品更好，更具经济效益。
1. 分模线(parting line)
成形无溢料及使可见的分模线减到最低是产品生产的要求，所以尽可能使分模线位于产品不显眼之处及避免轮廓线或层次状的分模线发生是制造商的目的。如望远镜依次嵌迭之断面模具不仅会增加模具成本、维修困难且提高了表面之加工费用。图7-1所示，为分模线好坏设计之比较。

如果分模线必须位于产品之侧壁的话，没有一点小小的错合(mismatch)0.01"～0.015"，几乎不可能建成此样的模具，如图7-2所示，或者可能的话加上一0.01in(0.254mm)珠缘饰(bead)以解决此问题，如图7-3。

为了使产品表面加工容易及从模穴中拿出塑品时不伤及模面，可在分模线处设计0.015～0.031in(0.381～0.794mm)之半径弧，如图7-4。

垂直之装饰或是凹槽之设计须于分模线0.078～0.093in(1.98～2.36mm)前停止，以使溢料能容易清移，如图7-5所示。

2. 凹陷（槽）(undercuts)
为了使设计无凹陷，外部的凹槽成形（如图7-6），可以利用液压式的边圆筒或活动的凸轮来控制模具断面的分合。这些方法成本较高且模具内之模穴数亦有限制，另外亦须考虑到于分离断面上，所造成之溢料清除问题。

内凹槽之成形（如图7-7），则需要可移动的模块或液压式圆筒。在某些情况下，内凹槽无法成形。这时就须要机械加工来帮助了，当然，所增加之模具维修费用及表面加工费用自是相当可观。

3. 陡边角(sharp orners)
为了塑品之安全及美观，其四周常有圆弧之设计，而正确的使用半径对产品影响极大。不管是内陡边角或外陡边角，其设计通则为半径从0.031到0.062in(0.793～1.57mm)，太小的话如0.01in之半径，很容易损坏陡边角。较大之半径设计则可帮助塑料流动，防止应力集中、增加产品强度与
外观及减少模具维修之费用。有一点要注意的是尽量勿在合模线的地方设陡边角。
4. 横截面区(cross-sectional areas)
避免横截面区太薄，因为会造成流动困难、容易包气及残余应力使得产品翘曲、收缩。然而，横截面区若是太厚，则熟化有困难，解决之道是将此区予以铸空（图7-8）。总之，其设计原则为使横截面区减到最小，而不减少其所需要的结构强度。

5. 锥度或倾斜角(taper or draft)
塑品之内壁及外壁需要锥度或倾斜角，对普通之浅深度塑品，边壁上之锥度为0.25°较好。对于超过6in(152mm)之极深度塑品，则锥度为0.001in/in较好。若为玻纤填充，低收缩之材料成形，则零锥度即可。当有深的屏障或浮凸物时，则3°～5°之锥度需给与之。
6. 肋骨(ribs)
结构肋骨通常加于大的平底、背部或平板以增加强度。肋骨之设计依所用之热固材料不同而不同。对玻纤补强聚脂材料而言，其厚度或深度并没有特别之限制，典型的浅肋骨可为0.09in(2.28mm)厚及自由的倾斜角，超过1in之深肋骨则为0.l25in厚及自由的倾斜角。对其它热固性材料，成形后收缩及翘曲常常是个问题，加上肋骨可增加强度，减少翘曲及增加成形流动性，尤其是对独立的浮凸物或厚断面部份，其功能犹如流道。一般肋骨之高度与宽度设计通则为：肋骨底部之宽度需小于所附物之壁厚；肋骨之高度若超过所附厚度之3倍会造成形上之困难，在此种情况下，最好是用两个以上较短之肋骨且两肋骨底部之中心距需2倍于肋骨之底部宽，如图7-9所示。

7. 浮凸物(bosses)
浮凸物穿过螺栓或衬垫用以补强孔洞或组装。肋骨之设计原则亦适用于浮凸物，其高度不可超过其直径两倍以上。位于边壁的倾斜角及浮凸物之底部半径皆须够大，如此才容易从模穴中取出且强度足够。如果增加浮凸物之高度不可避免，则于浮凸物之外直径上，加上3个肋骨以增加其强度。
当浮凸物是被用来做组装时，其高度需非常精确以使组装达水平，可用机械研磨之方法以助之。为了避免额外的加工来达到完美的连接，用3个浮凸物来组合之如图7-10所示。如果塑品须能平立或组立在平坦之表面上，则在每一角边上需有0.015in(0.371mm)高度之平凸起面（图7-11），浮凸物之肉厚断面至少须等于小孔洞之直径大小。

8. 孔洞或开口(holes or openings)
如果塑品是由压缩成形而得之，则孔洞之形成需藉由插销(pins)以为之，由于变换的模压，常使其极易弯折断裂。所以对半穿孔而言，其深度不可超过插销直径之2.5倍（图7-12）。若是全穿孔，则需用粗细插销(butt pins)，即其中一枝较另一枝为粗，以防两插销之错合（图7-13）。须注意为了加强插销的力量，在孔穿与模面之接触点，要有足够大之半径及加大的孔眼边(countersink)如图7-14所示。

由于塑料在穿孔处常会造成缝合线，所以孔洞不可离侧壁太近及两孔洞间之距离不可太小，其限制规格可参考表7-2。

9. 螺纹孔洞(threaded holes)
螺纹孔洞之制法，可先予模具内置入或塑品成形后趁热插入。一般所用之螺纹其精细度为最少每一英吋32个螺纹，直径大于0.25in(6.35mm)，且深度为其直径之2到2.5倍。要注意的是侧壁厚度需足够，以防止螺纹丝插入后造成塑品破裂。
10. 表面平场度及翘曲(surfuce flathess & warpage)
平坦之表面及直线的侧壁是最难成形控制的。翘曲是影响精确尺寸控制的最大因素，尤其是当肉厚断面有层次的改变时，翘曲通常正比于材料收缩之总和。一般对成品之直壁及投影表面其尺寸公差之要求为0.003～0.004in/in，如图7-15所示。