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手机摔一下中框裂成蛛网、充电桩外壳遇火星熔化、路由器壳体发热后漏电 —— 电子设备外壳的 “抗摔、阻燃、绝缘” 三大需求,少一个都可能出大问题。很多人觉得 “金属外壳更靠谱”,但金属又重又贵(比塑料重 50%、成本高 3 倍),还得额外做绝缘处理,反而麻烦。
其实 ABS、PC/ABS、PPS 这三种工程塑料,早就通过 “改性升级” 实现了 “抗摔不脆裂、阻燃不着火、绝缘不漏电”,而且适配不同电子设备场景。本文针对手机中框、充电桩外壳、路由器壳体,拆解每种材料的核心优势、测试数据和选型技巧,帮你 5 分钟搞懂 “该选哪种塑料做外壳”。
工程塑料能替代金属成为电子外壳主力,核心是它能 “一料三用”,同时满足三大需求:
1. 抗摔性:通过 “弹性改性”(如添加橡胶成分),工程塑料的韧性比金属好 —— 金属摔了易变形,塑料摔了能回弹,甚至不裂纹;
2. 阻燃性:添加阻燃剂(如溴系、磷系)后,工程塑料能达到 “遇火自灭” 的 V0 级标准,比金属(不阻燃,还可能导热助燃)更安全;
3. 绝缘性:工程塑料本身是绝缘体,介损值(衡量绝缘性能的指标)仅 0.002-0.008,比金属(导电体)省去额外绝缘涂层,成本更低;
4. 轻量化:工程塑料密度 1.0-1.3g/cm³,是铝合金(2.7g/cm³)的 1/2,手机、路由器用塑料外壳,能轻 30% 以上,便携性更好。
简单说:工程塑料做电子外壳,既比金属 “轻、省、安全”,又能针对性解决 “抗摔、阻燃、绝缘” 问题,堪称 “性价比之王”。
不同电子设备的外壳需求不同 —— 手机要抗摔,充电桩要阻燃 + 户外耐候,路由器要耐高温 + 绝缘,对应材料也不一样:
手机每天都可能摔落,外壳的核心需求是 “抗摔不裂纹”,ABS(丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物)是最佳选择,它的 “丁二烯成分” 就像 “塑料里的弹簧”,能吸收撞击力。
• 抗摔性拉满:通过 “10% 玻纤增强” 的 ABS,韧性提升 40%,1 米高度跌落至水泥地,只要厚度≥1.2mm,就能做到 “无裂纹、无变形”;
• 加工性好:能注塑出复杂的中框造型(如曲面、按键孔),还能直接染色(黑色、白色等),省去喷漆工序,生产效率比金属高 3 倍;
• 成本低:ABS 单价约 1.8 万元 / 吨,是铝合金的 1/3,手机厂商用它做中框,能省不少成本。
测试条件 | 测试结果 | 对比金属(铝合金) |
1 米高度,跌落至水泥地 | 壳体无裂纹、边角轻微擦伤 | 铝合金中框变形、边角凹陷 |
1.5 米高度,跌落至木地板 | 边角轻微裂纹,不影响使用 | 铝合金中框严重变形,无法使用 |
2 米高度,跌落至瓷砖地 | 壳体开裂,但碎片无尖锐角 | 铝合金中框碎裂,有尖锐边缘(易划伤) |
该手机采用 “1.2mm 厚玻纤增强 ABS” 做中框,上市后摔落返修率从铝合金中框的 25%,降至 8%,单台手机成本节省 15 元(按年产 1000 万台算,年省 1.5 亿元)。
避坑点:别用 “纯 ABS” 做手机中框,纯 ABS 韧性不够,1 米跌落可能裂纹,一定要选 “加 10%-15% 玻纤的改性 ABS”。
充电桩外壳要面对两个风险:一是靠近电源,需 “阻燃防火灾”;二是户外安装,需 “抗紫外线、耐高低温”,PC/ABS 合金(PC+ABS)刚好能兼顾。
PC 提供 “抗冲击 + 耐高温”,ABS 提供 “加工性 + 耐候性”,两者混合后,性能比单一材料强太多:
• 阻燃达 V0 级:按 UL94 阻燃标准测试,PC/ABS 垂直燃烧 10 秒后,离火 3 秒内自灭,无滴落物(不会引燃下方棉花),比 ABS(HB 级,遇火持续燃烧)安全 10 倍;
• 户外耐候:添加抗 UV 剂的 “耐候级 PC/ABS”,户外暴晒 2 年不发黄、不脆裂,低温 - 40℃也不会变脆,比普通塑料(1 年就脆裂)耐用 2 倍;
• 抗摔也够用:1.5mm 厚的 PC/ABS 外壳,1 米跌落至地面,无裂纹,能应对户外安装时的轻微碰撞。
1. 阻燃测试:用打火机烧外壳边角,烧 10 秒后关火,3 秒内熄灭且无滴落,就是 V0 级;若持续燃烧或滴落,就是不达标;
2. 耐候测试:看材料是否有 “抗 UV 标识”(如 GB/T 16422.2 认证),有标识的才适合户外;
3. 厚度检查:充电桩外壳厚度至少 1.5mm,太薄会影响抗摔和阻燃效果(热量易穿透)。
该充电桩采用 “1.8mm 厚耐候级 PC/ABS” 做外壳,经过 1 年户外使用:
• 夏季高温 60℃、冬季低温 - 20℃,外壳无变形、无脆裂;
• 模拟短路起火测试,外壳仅表面碳化,无火焰蔓延,通过消防验收;
• 成本比不锈钢外壳低 40%,安装时因重量轻(比不锈钢轻 60%),人工成本也省了 20%。
路由器工作时,内部芯片会发热(温度达 60-80℃),外壳需 “耐高温不软化”,还得 “绝缘不漏电”,PPS(聚苯硫醚)是唯一能满足的工程塑料 —— 它的耐温性是三种材料里最好的,还自带优异绝缘性。
• 耐高温:长期耐温 200℃,短期耐温 260℃,路由器内部 80℃的温度对它来说 “小菜一碟”,连续工作 1000 小时也不会软化变形;
• 绝缘性顶级:介损值仅 0.002(频率 1MHz),是三种材料里最低的(ABS 0.008、PC/ABS 0.006),不会因高温导致绝缘性能下降,避免漏电风险;
• 阻燃性强:无需额外添加阻燃剂,本身就达 V0 级,遇火自灭,适合靠近电路板的外壳。
测试项目 | 测试结果 | 对比 PC/ABS |
80℃恒温工作 1000 小时 | 壳体无变形、无发黄 | PC/ABS 壳体轻微软化、边缘翘曲 |
绝缘电阻(500V 电压) | 10¹²Ω(绝缘性优异) | 10¹⁰Ω(绝缘性良好) |
阻燃测试(UL94) | V0 级(自灭无滴落) | V0 级(自灭无滴落) |
该路由器采用 “2.0mm 厚 PPS” 做壳体,上市后:
• 高温稳定性投诉从 PC/ABS 壳体的 12%,降至 1%;
• 绝缘测试合格率 100%,无漏电事故;
• 虽然 PPS 成本比 PC/ABS 高 50%(单价 4 万元 / 吨),但因稳定性好,售后成本省了 60%,整体反而划算。
避坑点:普通家用路由器(功率小、发热低)不用选 PPS,选 PC/ABS 就行,能省成本;只有高端大功率路由器(如企业级)才需要 PPS。
材料 | 抗摔性(1 米跌落) | 阻燃等级 | 耐温范围 | 绝缘性(介损值) | 适配场景 | 单价(万元 / 吨) |
ABS | 1.2mm 厚无裂纹 | HB 级(不阻燃) | -40~80℃ | 0.008(1MHz) | 手机中框、普通电子外壳 | 1.8-2.0 |
PC/ABS | 1.5mm 厚无裂纹 | V0 级 | -40~120℃ | 0.006(1MHz) | 充电桩外壳、户外电子 | 2.5-3.0 |
PPS | 2.0mm 厚无裂纹 | V0 级 | -40~200℃ | 0.002(1MHz) | 路由器壳体、高温电子 | 4.0-4.5 |
• 靠近电源(如充电桩、电源适配器、路由器电路板):必须选 V0 级(PC/ABS、PPS),避免短路起火;
• 不靠近电源(如手机中框、普通遥控器外壳):可选 HB 级(ABS),省成本。
• 户外(如户外充电桩、户外监控外壳):选 “耐候级 PC/ABS”(带抗 UV 标识),避免暴晒脆裂;
• 室内(如手机、路由器、台式机外壳):普通级 ABS、PC/ABS、PPS 都能用,看其他需求。
• 工作温度>80℃(如大功率路由器、烤箱控制器):选 PPS(耐 200℃),避免软化;
• 工作温度<80℃(如手机、普通充电桩):选 ABS 或 PC/ABS,够用且成本低。
选型案例:要做户外充电桩外壳→第一步:靠近电源,选 V0 级(PC/ABS、PPS);第二步:户外用,PPS 耐候性不如耐候级 PC/ABS;第三步:工作温度<80℃,不用 PPS;最终选 “耐候级 PC/ABS”。
1. 用 ABS 做充电桩外壳:ABS 阻燃仅 HB 级,遇火会持续燃烧,有火灾风险 —— 某小厂用 ABS 做充电桩外壳,短路测试时外壳熔化,差点引发火灾,最终全部召回;
2. 用 PC/ABS 做大功率路由器壳体:PC/ABS 耐温仅 120℃,路由器长期高温(80℃以上)会软化变形,导致壳体贴合不严,进灰影响散热;
3. 忽视材料厚度:觉得 “材料性能够了,薄点也没事”—— 比如用 1.0mm 厚的 ABS 做手机中框,1 米跌落就裂纹,必须按推荐厚度(ABS≥1.2mm、PC/ABS≥1.5mm、PPS≥2.0mm)选,别偷工减料。
电源阻燃选 V0,户外耐候抗 UV;
高温绝缘用 PPS,普通抗摔选 ABS;
厚度别省按标来,摔不裂、不着火、不漏电。
电子设备外壳选型,不是 “越贵越好”,而是 “需求匹配”—— 手机选 ABS,省钱又抗摔;充电桩选 PC/ABS,阻燃耐候两不误;路由器选 PPS,高温绝缘更稳定。只要按 “阻燃→耐候→耐高温” 三步筛选,再对照厚度要求,就能选对材料,既避免安全风险,又不浪费成本。