第3章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總原則及鈑金類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總原則

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總原則就是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)遵循的基本思路及規(guī)則，這些基本規(guī)則讓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，無(wú)論是塑膠產(chǎn)品還是五金產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總原則包括合理選用材料、選用合理的結(jié)構(gòu)、盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和成本控制等。

3.1.1 合理選用材料

所有產(chǎn)品都是由材料構(gòu)成的，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，首先考慮的就是材料的選用，材料不僅決定了產(chǎn)品的功能，還決定了產(chǎn)品的價(jià)格，如何合理地選用材料呢？

（1）根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)所來(lái)選擇。

不同的應(yīng)用場(chǎng)所對(duì)產(chǎn)品材料需求是不一樣的，舉幾個(gè)例子來(lái)加以說(shuō)明。

如果為日常消費(fèi)類電子產(chǎn)品，產(chǎn)品材料就應(yīng)選用強(qiáng)度好、表面容易處理、不容易氧化生銹、不容易磨傷、易成型的材料，如塑膠材料選用PC、ABS、PC+ABS等，金屬材料選用不銹鋼、鋁、鋅合金等。

如果應(yīng)用于食品行業(yè)，產(chǎn)品材料就應(yīng)選用無(wú)毒無(wú)味、耐低溫、耐高溫，甚至無(wú)添加色的材料，如飲料瓶子選用PET，食品包裝袋選用PP、PE等，飲水用的杯子材料選用PP、PC等。

（2）根據(jù)產(chǎn)品的市場(chǎng)定位來(lái)選擇。

在設(shè)計(jì)產(chǎn)品之前，產(chǎn)品的市場(chǎng)定位也會(huì)對(duì)材料的選用產(chǎn)生影響。產(chǎn)品質(zhì)量分高檔、中檔及低檔，不同檔次的產(chǎn)品對(duì)應(yīng)不同的市場(chǎng)。高檔的產(chǎn)品在材料選用上優(yōu)中選優(yōu)，中檔的產(chǎn)品材料性能尚可，低檔產(chǎn)品在材料選用上就盡可能降低成本。

如同樣是手機(jī)產(chǎn)品，一些限量版的高端手機(jī)由于價(jià)格高因而在產(chǎn)品材料選用上不惜成本，選用材料時(shí)盡可能體現(xiàn)產(chǎn)品的貴族身份，如外殼上采用黃金或者選用碳纖維材料制作。一些中、低端的手機(jī)產(chǎn)品，材料選用上就大不一樣了，中、低端手機(jī)外殼材料大部分選用PC+ABS，甚至有些低端手機(jī)直接選用ABS。

（3）根據(jù)產(chǎn)品功能來(lái)選擇。

產(chǎn)品功能不同，材料選用也不一樣。有些產(chǎn)品帶有運(yùn)動(dòng)功能，運(yùn)動(dòng)就必定帶來(lái)磨損，所以，在材料選用上就要考慮耐磨，耐磨材料有很多，如大部分金屬材料一般都耐磨，耐磨的塑料材料如PA（尼龍料）、POM（賽鋼料），橡膠材料如天然橡膠等。

（4）根據(jù)公司的要求來(lái)選擇。

每個(gè)公司都有自己的供應(yīng)商，包括材料供應(yīng)商。同一種產(chǎn)品，能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的材料有好幾種，價(jià)格也不一樣，而選用哪一種材料就要結(jié)合公司的實(shí)際情況來(lái)考慮，最終選用的材料并不一定是最便宜的，但與供應(yīng)商的溝通配合可能是最好的。

3.1.2 選用合理的結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是越復(fù)雜越好，相反，在滿足產(chǎn)品功能的前提下，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好，越簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)在模具制作上就越容易，越簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)裝配上就越輕松，出現(xiàn)的問(wèn)題也就越少。

舉個(gè)例子來(lái)加以說(shuō)明：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的固定方式有螺絲固定、卡扣固定、雙面膠固定、熱熔固定、超聲波焊接固定等，如何選用這些固定方式呢？一般來(lái)說(shuō)，螺絲固定最可靠且可拆性強(qiáng)，應(yīng)優(yōu)先選用；卡扣固定方便簡(jiǎn)單，但固定可靠性不高，可結(jié)合螺絲選用；雙面膠固定、熱熔固定等應(yīng)用于特定的場(chǎng)所，必要時(shí)選用。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不允許有多余的結(jié)構(gòu)，多余的結(jié)構(gòu)意味著浪費(fèi)設(shè)計(jì)時(shí)間、增加模具加工難度、浪費(fèi)材料。在進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要做到需要的結(jié)構(gòu)一定要做，可有可無(wú)的結(jié)構(gòu)一概不做，做的每一處結(jié)構(gòu)都要有用，包括每一個(gè)卡扣、每一條加強(qiáng)筋等。

3.1.3 盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后需要模具來(lái)成型，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就要保證產(chǎn)品能通過(guò)模具制造出來(lái)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得再可靠而模具實(shí)現(xiàn)不了或者很難實(shí)現(xiàn)都是不合格的結(jié)構(gòu)。作為結(jié)構(gòu)工程師，對(duì)模具要有一定的了解，要懂得模具的基本結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的成型方法、出模方式等，只有這樣才能做到產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)盡可能地簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明：模具倒扣是影響模具正常出模的結(jié)構(gòu)，模具上解決倒扣的機(jī)構(gòu)常用滑塊（俗稱行位）及斜頂，但這樣會(huì)增加模具復(fù)雜程度及模具制造成本。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有模具倒扣的地方要盡量處理，讓產(chǎn)品能夠正常出模。圖3-1所示就是扣位形成的模具倒扣，圖3-2所示處理倒扣后就可以正常出模了。

3.1.4 成本控制

成本是產(chǎn)品最核心的一部分，成本的高低在很大程度上決定了公司的利潤(rùn)程度，成本控制從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就要開(kāi)始。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)在成本上要做到以下幾個(gè)方面。

（1）選用材料時(shí)，在滿足功能的前提下，盡量選用價(jià)格低的材料。

（2）產(chǎn)品外形建模時(shí)，在滿足外觀的前提下，盡量減少零件個(gè)數(shù)。

（3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，以節(jié)省模具成本。

（4）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，選用合適的固定方式，以節(jié)省生產(chǎn)裝配成本。

（5）在產(chǎn)品表面處理時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品定位及外觀要求，采用合適的表面處理方法，以節(jié)省加工費(fèi)用。

（6）在供應(yīng)商選擇上，選擇技術(shù)強(qiáng)、溝通配合好、價(jià)格最優(yōu)的廠商。供應(yīng)商技術(shù)強(qiáng)可避免零件制作出現(xiàn)差錯(cuò)造成反復(fù)修改浪費(fèi)時(shí)間，溝通配合好易于交流方便開(kāi)展工作，這樣都可以節(jié)省成本。

（7）對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)度進(jìn)行有效的管控，盡可能縮短項(xiàng)目時(shí)間，節(jié)省時(shí)間也是節(jié)省成本。如果項(xiàng)目時(shí)間延長(zhǎng)不僅耽誤了交貨期，還會(huì)賠償違約金，得不償失。

（8）在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果公司有庫(kù)存料件，應(yīng)盡量選擇共用。庫(kù)存料件是公司先前產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)剩余下來(lái)的，如果不用就會(huì)造成浪費(fèi)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)先選用這些料件就會(huì)讓這些庫(kù)存料件重新用于生產(chǎn)，也是降低成本的一種方式。