第3章 产品结构设计总原则及钣金类产品结构设计基本原则
3.1 产品结构设计总原则
产品结构设计总原则就是在产品结构设计时遵循的基本思路及规则，这些基本规则让产品结构设计更合理，无论是塑胶产品还是五金产品，产品结构设计的总原则包括合理选用材料、选用合理的结构、尽量简化模具结构和成本控制等。
3.1.1 合理选用材料
所有产品都是由材料构成的，在设计产品时，首先考虑的就是材料的选用，材料不仅决定了产品的功能，还决定了产品的价格，如何合理地选用材料呢？
（1）根据产品应用场所来选择。
不同的应用场所对产品材料需求是不一样的，举几个例子来加以说明。
如果为日常消费类电子产品，产品材料就应选用强度好、表面容易处理、不容易氧化生锈、不容易磨伤、易成型的材料，如塑胶材料选用PC、ABS、PC+ABS等，金属材料选用不锈钢、铝、锌合金等。
如果应用于食品行业，产品材料就应选用无毒无味、耐低温、耐高温，甚至无添加色的材料，如饮料瓶子选用PET，食品包装袋选用PP、PE等，饮水用的杯子材料选用PP、PC等。
（2）根据产品的市场定位来选择。
在设计产品之前，产品的市场定位也会对材料的选用产生影响。产品质量分高档、中档及低档，不同档次的产品对应不同的市场。高档的产品在材料选用上优中选优，中档的产品材料性能尚可，低档产品在材料选用上就尽可能降低成本。
如同样是手机产品，一些限量版的高端手机由于价格高因而在产品材料选用上不惜成本，选用材料时尽可能体现产品的贵族身份，如外壳上采用黄金或者选用碳纤维材料制作。一些中、低端的手机产品，材料选用上就大不一样了，中、低端手机外壳材料大部分选用PC+ABS，甚至有些低端手机直接选用ABS。
（3）根据产品功能来选择。
产品功能不同，材料选用也不一样。有些产品带有运动功能，运动就必定带来磨损，所以，在材料选用上就要考虑耐磨，耐磨材料有很多，如大部分金属材料一般都耐磨，耐磨的塑料材料如PA（尼龙料）、POM（赛钢料），橡胶材料如天然橡胶等。
（4）根据公司的要求来选择。
每个公司都有自己的供应商，包括材料供应商。同一种产品，能满足产品设计要求的材料有好几种，价格也不一样，而选用哪一种材料就要结合公司的实际情况来考虑，最终选用的材料并不一定是最便宜的，但与供应商的沟通配合可能是最好的。
3.1.2 选用合理的结构
产品结构设计不是越复杂越好，相反，在满足产品功能的前提下，结构越简单越好，越简单的结构在模具制作上就越容易，越简单的结构在生产装配上就越轻松，出现的问题也就越少。
举个例子来加以说明：结构设计中常用的固定方式有螺丝固定、卡扣固定、双面胶固定、热熔固定、超声波焊接固定等，如何选用这些固定方式呢？一般来说，螺丝固定最可靠且可拆性强，应优先选用；卡扣固定方便简单，但固定可靠性不高，可结合螺丝选用；双面胶固定、热熔固定等应用于特定的场所，必要时选用。
产品结构设计时不允许有多余的结构，多余的结构意味着浪费设计时间、增加模具加工难度、浪费材料。在进行产品结构设计时，要做到需要的结构一定要做，可有可无的结构一概不做，做的每一处结构都要有用，包括每一个卡扣、每一条加强筋等。
3.1.3 尽量简化模具结构
产品设计完成后需要模具来成型，在进行产品设计时就要保证产品能通过模具制造出来，产品结构设计得再可靠而模具实现不了或者很难实现都是不合格的结构。作为结构工程师，对模具要有一定的了解，要懂得模具的基本结构、产品的成型方法、出模方式等，只有这样才能做到产品设计时尽可能地简化模具结构。
举个例子来说明：模具倒扣是影响模具正常出模的结构，模具上解决倒扣的机构常用滑块（俗称行位）及斜顶，但这样会增加模具复杂程度及模具制造成本。在进行结构设计时，有模具倒扣的地方要尽量处理，让产品能够正常出模。图3-1所示就是扣位形成的模具倒扣，图3-2所示处理倒扣后就可以正常出模了。
图3-1 扣位形成的模具倒扣
图3-2 倒扣处理后
3.1.4 成本控制
成本是产品最核心的一部分，成本的高低在很大程度上决定了公司的利润程度，成本控制从产品设计开始阶段就要开始。产品结构设计时在成本上要做到以下几个方面。
（1）选用材料时，在满足功能的前提下，尽量选用价格低的材料。
（2）产品外形建模时，在满足外观的前提下，尽量减少零件个数。
（3）产品结构设计时，尽量简化结构，以节省模具成本。
（4）产品结构设计时，选用合适的固定方式，以节省生产装配成本。
（5）在产品表面处理时，根据产品定位及外观要求，采用合适的表面处理方法，以节省加工费用。
（6）在供应商选择上，选择技术强、沟通配合好、价格最优的厂商。供应商技术强可避免零件制作出现差错造成反复修改浪费时间，沟通配合好易于交流方便开展工作，这样都可以节省成本。
（7）对新产品的开发进度进行有效的管控，尽可能缩短项目时间，节省时间也是节省成本。如果项目时间延长不仅耽误了交货期，还会赔偿违约金，得不偿失。
（8）在产品结构设计时，如果公司有库存料件，应尽量选择共用。库存料件是公司先前产品生产时剩余下来的，如果不用就会造成浪费。结构设计优先选用这些料件就会让这些库存料件重新用于生产，也是降低成本的一种方式。