掌握熱脹冷縮：塑膠與鋁合金的最佳搭配策略
塑膠與鋁合金的搭配概念
塑膠常與鋁或鋁合金作搭配，不論是把鋁當作是結構來支撐，或者是把鋁當作內部散熱材來使用，又或者是把鋁合金當外觀，做為裝飾產品之用途，在塑膠與鋁當中免不了需要鎖付、共成型等結合的需求，在兩種不同材料的特性，一種是無機材料，另一種是有機材料，在物理特性上都有很大的差異，這兩者的結合當中，首要就需考量到熱的環境因素，自身受熱的情況或者外在環境溫度影響下，不同材料就會面臨脹縮比例不同的變因。
什麼是熱脹冷縮?
一般而言，當物質受熱時，本身在熱脹冷縮效應作用之下，其物質本身的幾何特性，例如長度、面積或者是體積會隨著溫度的變化而發生變化。熱脹冷縮是指物體受熱時會膨脹，遇冷時會收縮的特性，其形狀、體積、密度可能因此改變。由於物體內的粒子的平均動能是溫度的遞增函數，當溫度上升時，粒子的振動幅度加大，令物體膨脹；但當溫度下降時，粒子的振動幅度便會減少，使物體收縮。如果，溫差改變不大，則一維的物體之長度增加的百分比會和溫差成正比，其比例係數稱為線膨脹係數。更具體說，所謂線膨脹係數，是指固體在溫度每改變攝氏１度時，其長度的變化和它在原溫度時長度的比值。
線膨脹係數／熱膨脹係數
考慮一維的物體長度在受熱時，長度發生變化，長度變化量ΔL=Lt−Lo
其中Lo是指固體在原參考溫度時的長度，t是溫度的增加量，Lt是指增加了t℃時的長度，α則定義為線膨脹係數(1/℃)。
大多數正常情況之下，此線膨脹係數為正值，但是也有例外，例如水在0到4℃之間，會出現反膨脹的現象，又或者有一些陶瓷材料在溫度升高情況下，變化量極小，其線性熱膨脹係數接近0。線膨脹在日常生活上之應用處處可見，例如鐵軌接縫設計及橋樑銜接處均留有空隙，避免熱膨脹影響而彎曲造成危險。
設計上的考量
在產品的設計上面，並非單純的一維長度概念，產品設計是三維的立體構面，考量的因子就需要包含生產環境、運輸環境與使用環境等等的溫度因素，如何在設計中納入更全面的考量，將會影響到產品未來實際使用的強度與生命週期。
在以下的表格中，可以看到雖然同樣是塑膠材料，但是在使用不同材料時，彼此間需要考量的塑膠膨脹系數是不同的，如何在產品開發中，含蓋更廣泛的設計概念，葉合佑公司可輔助共同開發產品。
| 材料 | 熱膨脹係數 10-5cm/cm/℃ |
| 普通玻璃 | 0.7 |
| 工業玻璃 | 0.5 |
| 鋼 | 1.1 |
| 不鏽鋼 | 1.5 |
| 混凝土 | 1.4 |
| 銅 | 1.7 |
| 黃銅 | 1.8 |
| 鋁 | 2.3 |
| 木頭 | 0.8 |
| PEI/GF | 2.3 |
| PA/GF | 2.3 |
| PBT/GF | 2.5 |
| PC/GF | 2.8 |
| ABS/GF | 3.1 |
| PP/GF | 3.2 |
| PPS | 3.6 |
| POM/GF | 4.0 |
| PS | 5.4 |
| PC/GF | 6.5 |
| ABS | 7.2 |
| PVC | 8.0 |
| PMMA | 8.5 |
| PA | 8.1 |
| POM | 8.5 |
| PBT | 8.6 |
| PP | 12.1 |
| PE | 14.5 |
