內容目錄
1. 什麼是多材料射出成型？
多材料射出成型指的是在單一或連續製程中，將兩種以上不同的塑膠材料（可包含不同顏色、硬度或機械性質）成型於同一個零件上(Figure 1)。這項技術不僅可創造強調觸感與視覺效果的產品外觀，也能結合多重功能，例如軟硬件整合、防滑、減震、防水封裝等。依照控制方式不同，多材料射出成型可大致分為「模具控制製程」與「機台控制製程」。
2. 模具控制製程技術
(2-1) 二次射出成型
二次射出成型是業界最常見的多材料成型方式，適用於將一種材料包覆在另一種材料上，例如塑膠握把上的橡膠防滑層。二次射出成形可分為雙色射出成型和包覆成型兩種。
(2-1-1) 雙色射出成型
雙色射出成型又稱為雙料成型（Two-Shot Molding / Double-Shot Injection Molding），是透過專用的轉盤式或滑塊式模具平台，在同一副模具中，依序注入兩種不同材料，此製程效率高、接合強度穩定，且適用於大量生產需求。成型流程為：
- (a) 第一種材料射出後，成品保留在公模側。
- (b) 模具旋轉或滑移，使第一道成型品對準第二模腔。
- (c) 第二種材料接續射入，與第一材料融合成形。
- (d) 最終一次模具開合後，即可產出一件完整的雙材料產品。
(2-1-2) 包覆成型
包覆成型（包膠成型/ Overmolding）則是在兩道分開的射出成型程序中進行。第一步先製作出基底零件，接著將其移入另一副模具中，或手動放入第二道成型機台，然後將第二種材料射出，包覆在基底上。
此製程靈活性高，適合不同材料間需要特殊處理的組合，例如金屬＋塑膠、玻璃＋橡膠等異材質包覆。但相較於雙色成型，其週期時間較長，適合中低量、多樣化的生產需求。
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(2-2) 多組件射出成型
此製程利用模內可動嵌件（例如型芯、側滑塊）在射出過程中改變模腔形狀，實現材料分區射出(Figure 2)。
第一種材料注入後，模具內部機構會轉動或滑動，暴露出新的模腔區域，進而射入第二種材料。這種方式可更精準地控制材料位置，並可降低機械設備成本（僅需單一模具）。其應用限制主要取決於產品的幾何設計。
3. 機台控制製程技術
夾層射出成型（Sandwich injection molding）或混色射出成型(Figure 3)是一種由射出機台控制的多材料技術，採用單一模具，但可同時由兩個射出單元進料。
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4. 雙色材料選擇與與製程材料搭配
雙色雙料通指2種塑材2種顏色或以上的結合。在雙色射出成型中，材料間的相容性與黏著力是成功關鍵。若兩種材料附著性不佳，成品可能出現剝離或脆裂現象。因此，在材料選擇時，應優先考慮來自同一材料家族的塑膠(Table 1)，能提供良好接著效果。其應用說明如下。
- (a) 硬膠與硬膠包合。
- (b) 軟膠與硬膠包合。
- (c) 硬膠常用 ABS、PC、PC/ABS、PP、PVC；軟膠常用TPU、TPE、TPR、LSR。
- (d) 塑料的相容性問題：互相結合的材料需要具備可以相容之物性。
- (f) 雙色射出成型塑料製品要選用熱穩定性好、熔體黏度低的原料，以避免因熔料溫度高，在流道內停留時間較長而分解。應用較多的塑料是聚烯烴類樹脂、聚苯乙烯和ABS料等。
其製程中所使用之材料選擇原則與應用方式說明如下。
(4-1) 模具控制製程材料搭配
在模具控制的多材料成型中，材料間的附著性為關鍵要素。若需良好接著性，應注意以下幾點：
(4-1-1 ) 射出順序與材料溫度的實務考量
理論上，雙色射出成型時，若先注入加工溫度較低的材料（第一射），再注入較高溫的材料（第二射），可提升兩種材料間的接著效果。然而，在實務應用中，為了避免外觀缺陷或表面品質問題，常見做法反而是讓第一射使用較高溫的材料，如 PC 或 PC/ABS，而將 ABS、TPE 等低溫材料作為第二射。
這樣的設計可讓高溫材料優先成型並穩固結構，再以低溫材料包覆，有助於控制翹曲、縮痕與表面缺陷的風險。因此，在材料選擇與射出順序的安排上，必須根據實際產品需求與外觀標準進行取捨與驗證。
(4-1-2 ) 軟硬膠雙射設計要點
在雙射成型設計中，兩種材料的熔點必須具備明顯的溫度差，一般建議熔點差至少30℃以上，理想值為約60℃。通常第一射選用熔點較高的材料，如PC或PC/ABS；第二射則採用低熔點且具彈性的材料，如TPU或TPE。
厚度設計方面，PC建議厚度為0.6–0.7 mm，軟膠層則應大於0.4 mm。此尺寸已接近設計極限，實際厚度仍需依產品結構與外觀尺寸調整。為提升軟硬膠之間的結合強度，建議採取以下設計措施：
- (a) 增加接觸面積，例如設計溝槽、倒鉤等結構，以提升機械咬合力。
- (b) 第一射可設計抽芯結構，使第二射材料能部分注入或包覆至第一射內部，增強物理鎖附(Interlock)效果。
- (c) 第一射模具表面應適度粗糙化，以提高界面摩擦與附著力。
(4-1-3 ) 軟硬材料的相容性判斷原則
當進行軟硬材料結合（如TPE與PP）時，選擇具材料相容性的組合對於提升整體結構強度與產品耐久性至關重要。若材料間相容性不足，將導致接著不良、脫層或裂縫等問題。因此，在設計階段應優先考慮同族材料，並進行實驗驗證其化學與熱性質是否匹配，以確保雙色成型後具備良好穩定性與接著效果。
(4-2) 機台控制製程材料搭配
在進行夾層射出成型時，選擇材料的收縮率與熱膨脹係數需儘可能接近，否則在冷卻過程中容易產生翹曲、應力集中或界面脫層等問題，影響尺寸穩定性與外觀品質。
此外，兩種材料之間的附著性同樣不可忽視。若材料間無法有效結合，可能導致產品使用中發生分離、裂縫甚至結構破壞。因此，在設計夾層射出產品時，應兼顧熱性質相容性與接著性能，才能確保成品的功能性與可靠度。
5. 延伸閱讀
(5-1) 雙色射出成型與雙色產品應用
雙色模具是在同一台射出機上，透過轉動公模板的機構，依序將兩種不同的塑膠材料分別注入各自的模腔中。經由兩次射出成型，讓不同材質的樹脂在模具內結合為一體，不僅實現產品的雙色外觀，也能整合異材質的功能特性一，達成雙色與異材質一體成型的產品效果。(按圖超連結文章)
(5-2) 雙色射出成型與雙色產品應用
以下影片內容主要介紹雙色射出與包膠射出的設計教學與實際案例分析。透過影片講解，可深入了解雙色射出的結構特點、材料搭配原則及包膠射出的製程重點，並藉由案例說明掌握設計要領與常見問題的解決方法。這些內容能幫助工程師更有效地應用於產品開發與模具設計中。
