第3章 產品結構設計總原則及鈑金類產品結構設計基本原則

3.1 產品結構設計總原則

產品結構設計總原則就是在產品結構設計時遵循的基本思路及規則，這些基本規則讓產品結構設計更合理，無論是塑膠產品還是五金產品，產品結構設計的總原則包括合理選用材料、選用合理的結構、盡量簡化模具結構和成本控制等。

3.1.1 合理選用材料

所有產品都是由材料構成的，在設計產品時，首先考慮的就是材料的選用，材料不僅決定了產品的功能，還決定了產品的價格，如何合理地選用材料呢？

（1）根據產品應用場所來選擇。

不同的應用場所對產品材料需求是不一樣的，舉幾個例子來加以說明。

如果為日常消費類電子產品，產品材料就應選用強度好、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。

如果應用于食品行業，產品材料就應選用無毒無味、耐低溫、耐高溫，甚至無添加色的材料，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）根據產品的市場定位來選擇。

在設計產品之前，產品的市場定位也會對材料的選用產生影響。產品質量分高檔、中檔及低檔，不同檔次的產品對應不同的市場。高檔的產品在材料選用上優中選優，中檔的產品材料性能尚可，低檔產品在材料選用上就盡可能降低成本。

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

（3）根據產品功能來選擇。

產品功能不同，材料選用也不一樣。有些產品帶有運動功能，運動就必定帶來磨損，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）根據公司的要求來選擇。

每個公司都有自己的供應商，包括材料供應商。同一種產品，能滿足產品設計要求的材料有好幾種，價格也不一樣，而選用哪一種材料就要結合公司的實際情況來考慮，最終選用的材料并不一定是最便宜的，但與供應商的溝通配合可能是最好的。

3.1.2 選用合理的結構

產品結構設計不是越復雜越好，相反，在滿足產品功能的前提下，結構越簡單越好，越簡單的結構在模具制作上就越容易，越簡單的結構在生產裝配上就越輕松，出現的問題也就越少。

舉個例子來加以說明：結構設計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？一般來說，螺絲固定最可靠且可拆性強，應優先選用；卡扣固定方便簡單，但固定可靠性不高，可結合螺絲選用；雙面膠固定、熱熔固定等應用于特定的場所，必要時選用。

產品結構設計時不允許有多余的結構，多余的結構意味著浪費設計時間、增加模具加工難度、浪費材料。在進行產品結構設計時，要做到需要的結構一定要做，可有可無的結構一概不做，做的每一處結構都要有用，包括每一個卡扣、每一條加強筋等。

3.1.3 盡量簡化模具結構

產品設計完成后需要模具來成型，在進行產品設計時就要保證產品能通過模具制造出來，產品結構設計得再可靠而模具實現不了或者很難實現都是不合格的結構。作為結構工程師，對模具要有一定的了解，要懂得模具的基本結構、產品的成型方法、出模方式等，只有這樣才能做到產品設計時盡可能地簡化模具結構。

舉個例子來說明：模具倒扣是影響模具正常出模的結構，模具上解決倒扣的機構常用滑塊（俗稱行位）及斜頂，但這樣會增加模具復雜程度及模具制造成本。在進行結構設計時，有模具倒扣的地方要盡量處理，讓產品能夠正常出模。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程度，成本控制從產品設計開始階段就要開始。產品結構設計時在成本上要做到以下幾個方面。

（1）選用材料時，在滿足功能的前提下，盡量選用價格低的材料。

（2）產品外形建模時，在滿足外觀的前提下，盡量減少零件個數。

（3）產品結構設計時，盡量簡化結構，以節省模具成本。

（4）產品結構設計時，選用合適的固定方式，以節省生產裝配成本。

（5）在產品表面處理時，根據產品定位及外觀要求，采用合適的表面處理方法，以節省加工費用。

（6）在供應商選擇上，選擇技術強、溝通配合好、價格最優的廠商。供應商技術強可避免零件制作出現差錯造成反復修改浪費時間，溝通配合好易于交流方便開展工作，這樣都可以節省成本。

（7）對新產品的開發進度進行有效的管控，盡可能縮短項目時間，節省時間也是節省成本。如果項目時間延長不僅耽誤了交貨期，還會賠償違約金，得不償失。

（8）在產品結構設計時，如果公司有庫存料件，應盡量選擇共用。庫存料件是公司先前產品生產時剩余下來的，如果不用就會造成浪費。結構設計優先選用這些料件就會讓這些庫存料件重新用于生產，也是降低成本的一種方式。