产品结构设计常见的方法,其实可以分成工程设计方法和设计优化方法两大类。
我帮你按思路和场景整理成一个清单,方便你在不同类型产品中套用。
功能分解法(Function Decomposition)
将产品的整体功能拆解成多个子功能,再分别设计对应结构模块。
优点:便于维护、升级和批量制造。
应用:家电、机电设备、智能穿戴。
模块化设计(Modular Design)
通过标准化接口,把不同功能模块组合起来,降低零件种类,提高通用性。
应用:电脑、机器人、医疗设备。
装配顺序优化(Design for Assembly, DFA)
在设计阶段就减少零件数量、简化安装方向、减少紧固件种类。
结构轻量化设计(Lightweight Design)
通过有限元分析(FEA)、拓扑优化、材料替换等减少重量。
应用:汽车零部件、无人机、运动设备。
骨架+外壳法(Frame & Shell)
内部骨架承担结构强度,外壳负责美观与防护。
应用:电子设备、家电。
面向制造的设计(Design for Manufacturing, DFM)
依据制造工艺限制(注塑、钣金、压铸等)来确定零件结构,减少加工难度和成本。
面向装配的设计(Design for Assembly, DFA)
通过减少装配步骤、使用卡扣/定位槽等自锁结构提升装配效率。
面向维护的设计(Design for Maintenance, DFMaint)
考虑零件更换、维修拆装方便性。
仿生设计(Bionic Design)
借鉴自然界结构特点(蜂窝结构、鱼骨支撑)提升强度与效率。
TRIZ创新方法
用40条发明原理解决结构冲突问题。
快速原型(Rapid Prototyping)
用3D打印或CNC快速验证结构可行性。
数字样机与仿真(Digital Mock-up & Simulation)
在CAD中搭建完整虚拟结构并进行强度、振动、热流等模拟。
少零件化:减少零件数量,提高可靠性。
标准化:采用标准件降低成本。
安全性:考虑强度、防护、防误操作。
易制造:避免复杂曲面与难加工结构。
易装配:减少紧固件种类、优化装配方向。
可维护:易拆装,便于清洁与更换零件。