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     产品结构设计原理,是指在结构设计中所遵循的基本思想和原则,使结构更加合理,不论是塑料制品或金属制品,其结构的设计应包括材料的合理选择、结构的合理选择、模具结构的合理和成本的控制。

01选用合理的材料

所有产品都是由材料构成的,在设计产品时,首先要考虑到材料的选择,材料不仅决定产品的功能,还决定产品的价格。

(1)选择取决于产品的应用场所。

不同的应用场合,对材料的需求也不同,举例说明。

如果是日常消费电子产品,应选用强度高、表面容易处理、不易生锈、不易磨损、易成型的材料,如塑胶材料选用 PC, ABS, PC+ ABS,不锈钢,铝,锌合金等。

如果在食品行业中应用,产品应选用无毒、无味、耐低温、耐高温、无添加颜色的材料,如饮料瓶选用 PET,食品包装袋选用 PPPE等,饮水用杯子材料选用 PP、 PC等。

(2)根据市场定位选择产品。

在产品设计前,产品的市场定位也会影响到材料的选择。产品质量分为中、高、低三个档次,不同档次的产品有不同的市场。高档产品在选材上选择最好,中档产品的材料性能尚可,而低档产品则尽量降低材料选用。

(3)根据产品功能能进行选择。

产品的功能不同,所选用的材料也不同。有些产品是有运动功能的,运动必然会带来磨损,所以在材料选择上要考虑到耐磨性,耐磨材料有很多种,比如尼龙料, POM料,天然橡胶等等。

(4)根据公司要求进行选择。

每一家公司都有包括原材料供应商在内的供应商。同样的产品,有好几种材料可以满足产品的设计要求,价格也是不同的。

 02  合理结构的选择

产品结构并不是越复杂越好,相反,结构越简单越好,越简单的结构越容易制造,越简单的结构越容易生产组装,越容易出现问题。

举例说明:在结构设计中,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、超声波焊接固定等等。一般来说,螺钉固定是最可靠的,可拆卸性强的,应优先选用;卡钩固定简单方便,但是固定可靠性差,可结合螺丝选用;双面胶固定,热熔固定等特殊场合,如有需要,可选用。

产品结构设计不允许有多余结构,多余结构会浪费设计时间,增加模具加工难度,浪费材料。在产品结构设计中,要做到所需结构必须做,不可缺少的结构不能做,每一处结构都要实用,包括每一个扣件、每一条加强筋。

03模具结构尽量简化

产品设计完成后需要模具来成型,产品设计要保证产品可以通过模具生产出来,结构设计再可靠也无法实现或者难以实现。作为一名结构工程师,必须了解模具的基本结构、模具的成型、模具的出模方式等等,只有这样,才能尽可能的简化模具的结构。

举例来说,倒模结构影响模具的正常出模结构,解决倒扣机构常用滑块和斜顶机构,但是这样会增加模具复杂度和模具制造成本。在进行结构设计时,应尽量处理倒扣模具,使产品能正常出模。比如一些内部扣位,可以用擦伤或碰伤来简化模具结构。但是有些倒扣只能保留倒扣,只能通过在模具上增加滑块或斜顶来实现。

因此,在产品设计中,简化模具必须先满足产品的基本需求,然后再进行简化。

04 成本控制

成本是产品的核心部分,成本的高低直接影响到企业的利润空间。产品结构的设计要做到以下几点:

(1)材料的选择应尽量选择价格低廉的材料,同时满足功能要求。

(2)在产品外形建模时,尽量减少零件数量,同时满足外观要求。

(3)在结构设计上尽量简化产品结构,节省模具成本。

(4)在产品结构设计中,为节约生产和装配成本,选择适当的固定方式。

(5)根据产品定位和外观要求,对产品进行表面处理,以节省加工成本。

(6)设计产品结构时尽量采用公司现有材料,材料规格尽量统一,如螺丝型号等。


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