注塑成型能够加工制造出远比金属形状复杂的塑胶件，塑胶件可以具有复杂的曲面外形和内部结构，可以根据设计要求添加各种特征例如薄壁、孔、倒扣、螺纹、支柱、卡扣、肋条和三角片等特征，以及通过模内埋置方式与螺母等五金件形成一体，而这些通过金属的制造工艺很难获得，往往需要多个零件通过装配而得，成本高。下图显示了一些具有复杂形状和结构的塑胶件。

• 去除多个金属件，因此而带来金属件的原材料成本和加工成本的节省。
  
  

• 产品结构简单，减少和省去装配所需的紧固件。
  
  

• 避免复杂的装配工序例如焊接和铆接等，缩短装配时间，降低零部件装配成本。
  
  

塑胶件常见紧固工艺包括卡扣、铰链和热熔等，可避免过多的机械紧固件使用，相对于金属常用紧固工艺如焊接、铆接以及螺纹紧固等工艺，塑胶件的装配效率高，装配时间短，装配成本低。

如下图所示，在原始的设计中，两个金属件通过四个紧固件装配，在装配时，需要仔细将两个金属件对齐，再逐一拧紧四个紧固件，装配效率非常低；

在次优的设计中，在底座金属件上增加特征来对齐和压紧上部零件，减少紧固件数量，同时装配时可自动对齐，提高装配效率，但是在底座金属上增加的对齐特征会大幅增加材料成本和加工成本；

在最优的设计中，将上部零件替换成塑胶件，并设计卡扣特征，装配时只需对齐卡扣和卡槽往下按动即可实现二者的装配，装配可在1秒内完成，装配效率极高，同时节省紧固件成本。

即使塑胶件的几何形状相当复杂，但只要能从注塑模具中顺利脱模，都比较容易制造，仅仅经过一次注塑成型工序，即可制造出需要的零件，生产效率高。

如果将注塑模具设计成一模多穴，一次注塑可同时制造多个相同的零件，生产效率更是大幅提高，因此注塑成型的加工成本较低。



而金属一般要经过好几道、十几道，甚至几十道工序才能加工完成，加工时间长、效率低，加工成本高。另外即使塑料要进行机械加工，也比较容易。

1.5 注塑模具寿命长

相对于金属的压铸模具，注塑模具的寿命长，合适的模具材料选择和模具设计可使得注塑模具的寿命达到50万次甚至100万次以上。

下图显示了锌合金、镁合金和铝合金的压铸模具与PA66注塑模具的寿命对比，注塑模具寿命远高于压铸模具寿命，同时注塑模具的制造成本、维护成本和检修成本也远低于压铸模具。

塑胶原料是石油工业的附加品之一，原材料丰富易得；一般来说，在相同体积下，塑胶材料的价格远低于相同体积的金属材料。



1.7  回料可重复利用

金属的机加工等工艺是去除材料的加工，去除的材料例如切屑和废料等无法再回收利用。


▲金属机加工材料浪费严重

塑胶件的加工例如注塑成型是添加材料的加工，不会产生多余的切屑和废料。而在大多数的情况下，注塑成型时的浇口与流道等回料以及不良品等可重复利用，节省塑胶原料成本。


▲大多数的塑料可以回收

1.8 更少的包装材料和运输费用

塑料的密度比金属低，因此重量比金属低，所需的包装材料费用和运输费用就更少。



1.9  更少的能源消耗和使用费用

塑料密度小，产品运行时所耗费的能源少，需要更少的使用费用。最为明显的一个实例是汽车，汽车如果重量轻，耗油量小，则使用费用就更低。



除了以上成本优势外，塑胶还有其它优势：

• 塑料密度小，这为产品的轻量化提供了功能。塑胶材料的密度一般在0.9~1.8kg/dm3之间；而金属的密度一般在3~8 kg/dm3之间，如图所示。

▲ 塑料与金属的比重对比

• 塑料具有抗腐蚀性，适用于大多数的化学和腐蚀性环境，有些塑料甚至可以在恶劣的环境中长期工作。金属则不耐腐蚀，常常会有腐蚀的风险。当金属作为电气连接时，非常容易腐蚀，腐蚀会导致金属磨损和损坏，最终产生潜在的可靠性问题。
  
  

• 大多数的塑料的机械性能低于金属材料。但有一些高性能的塑料其机械性能甚至超过了金属。线图显示了某品牌聚酰胺塑料（PAI）Torlon 4203L、5030、7130与金属材料的拉伸强度对比，可以看出，其拉伸强度已经超过了大多数的金属材料。
  
  

▲ 某品牌聚酰胺塑料（PAI）

与金属材料的拉伸强度对比

• 避免润滑剂的使用。金属零件例如齿轮常常需要使用昂贵的润滑剂以避免磨损；而某些塑胶材料如POM具有耐磨性，可替代这些金属零件以避免润滑剂的使用。这在食品行业特别明显，因为食品级的润滑剂价格非常昂贵。
  
  

• 相对于金属，塑料较轻较小，消耗更少的能量，使用塑料代替金属的设备往往运行速度快。
  
  

• 塑料不是声音传播最佳导体，可用于隔音。
  
  

• 塑料具有不到不导电性，是优良的绝缘体。
  
  

• 塑料具有低的热传导性，触摸起来较舒适暖和。
  
  
  

随着社会及科技的发展，消费者对汽车提出了更高的要求：轻型、节能、美观、安全和环保等。而塑料由于具有良好的性能、低廉的价格、简单的加工工艺，在和金属材料的竞争中，取得越来越明显的优势。

在汽车中，小到踏板、门手柄、入口集管，大到车身板材，甚至发动机等都可以用塑料替代各种昂贵的有色金属和合金材料。下图显示了一辆汽车上部分使用的塑胶件。塑料不仅提高了汽车造型的美观与设计的灵活性，降低了零部件加工、装配与维修的费用，而且还可以降低汽车的能耗。


▲塑料在汽车中的应用

美国通用公司做过一个测试，在一个汽车零部件的制造过程中，原本需要38个金属零件，成本高达75美元。同样，如果采用了塑胶件，把所有零部件整合成一个部件，成本仅需30美元，缩短了55%的装配时间，高达99%的合格产率。这得益于工程塑料的生产工艺可以整合零件、二次加工成本低、缩短设计周期、质量好和生产率高等优点。塑料代替金属是用户需求、节能减排、市场竞争的需要，在1970年1辆汽车上的塑胶总量大约为50公斤，而到2011年已经增加到300公斤。

目前塑料代替金属件的这一趋势已经从汽车行业扩展到重型卡车、拖拉机、柴油和船用引擎、休闲车、以及各种设备例如割草机和发电机的引擎上。

2.2 光伏产业

在光伏产业中，由于汇流箱用于户外等恶劣环境下，对箱体抗腐蚀性、使用寿命、抗冲击、耐候性、以及对箱体内元器件防护等级等做出了苛刻的要求。相比金属箱体，塑料箱体的抗腐蚀性是金属的2倍，使用寿命是金属的2～3倍，耐候性能也超过金属箱体，防护等级比金属箱体提高22%，可达IP67。目前欧美发达国家在光伏设备塑料汇流箱的使用比例已达53%。



2.3 医疗器材

在价格高昂的医疗仪器和多用途的手术设备中，塑料正不断替代不锈钢和其它金属，塑胶件的设计灵活性和加工方便性使得医疗企业能够更快的把新产品推向市场。