机电产品的常用材料及材质设计基本原则

材料的成分、组织、工艺与性能之间的关系是密不可分的，成分和工艺可以极大的影响下料的性能，换言之，材料的成分和工艺会直接决定材料的性能好坏。而成分和组织之间的关系也是相互影响的。

不同的性能来源于材料不同的组织。为了使材料形成某种特定的组织，人类就要确定对材料进行处理和加工的程序和手段。总而言之性能是目的，成分是基础，组织是形态，工艺是手段。

设计产品的材料特点：

家具到地板，木材的创意使用也成为了设计领域的热门话题，例如以竹子为材料的产品，具有独特的可能比金属更高的拉伸强度，这正是得益于竹子的独特纤维结构。

不久的将来可能还会从家用垃圾中提炼高分子聚合物。其中主要有两种塑料高分子结构：热塑性塑料，即遇热会变软、熔化；热固性材料，即遇热则更加坚硬。

1：产品设计的重要性 由于产品设计阶段要全面确定整个产品的结构、规格，从而确定整个生产系统的布局，因而，产品设计的意义重大，具有“牵一发而动全局”的重要意义。如果一个产品的设计缺乏生产观点，那么生产时就将耗费大量费用来调整和更换设备、物料和劳动力。相反，好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。许多发达国家的公司都把设计看作热门的战略工具，认为好的设计是赢得顾客的关键。 2：产品设计的要求 一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求，有社会发展方面的，有产品功能、质量、效益方面的，也有使用要求或制造工艺要求。一些人认为，产品要实用，因此，设计产品首先是功能，其次才是形状；而另一些人认为，设计应是丰富多采的、异想天开的和使人感到有趣的。设计人员要综合地考虑这些方面的要求。下面详细讲述这些方面的具体要求： 1、社会发展的要求 设计和试制新产品，必须以满足社会需要为前提。这里的社会需要，不仅是眼前的社会需要，而且要看到较长时期的发展需要。为了满足社会发展的需要，开发先进的产品，加速技术进步是关键。为此，必须加强对国内外技术发展的调查研究，尽可能吸收世界先进技术。有计划、有选择、有重点地引进世界先进技术和产品，有利于赢得时间，尽快填补技术空白，培养人才和取得经济效益。 2、经济效益的要求 设计和试制新产品的主要目的之一，是为了满足市场不断变化的需求，以获得更好的经济效益。好的设计可以解决顾客所关心的各种问题，如产品功能如何、手感如何、是否容易装配、能否重复利用、产品质量如何等；同时，好的设计可以节约能源和原材料、提高劳动生产率、降低成本等。所以，在设计产品结构时，一方面要考虑产品的功能、质量；另一方面要顾及原料和制造成本的经济性；同时，还要考虑产品是否具有投入批量生产的可能性。 3、使用的要求 新产品要为社会所承认，并能取得经济效益，就必须从市场和用户需要出发，充分满足使用要求。这是对产品设计的起码要求。使用的要求主要包括以下几方面的内容： 使用的安全性。设计产品时，必须对使用过程的种种不安全因素，采取有利措施，加以防止和防护。同时，设计还要考虑产品的人机工程性能，易于改善使用条件； 使用的可靠性。可靠性是指产品在规定的时间内和预定的使用条件下正常工作的概率。可靠性与安全性相关联。可靠性差的产品，会给用户带来不便，甚至造成使用危险，使企业信誉受到损失； 易于使用。对于民用产品（如家电等），产品易于使用十分重要； 美观的外形和良好的包装。产品设计还要考虑和产品有关的美学问题，产品外形和使用环境、用户特点等的关系。在可能的条件下，应设计出用户喜爱的产品，提高产品的欣赏价值。 4、制造工艺的要求 生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。 以下几条是最重要的： 1.设计依据(根据具体情况可以包括一个或数个内容)： (1)部、省安排的重点任务：说明安排的内容及文件号； (2)国内外技术情报：在产品的性能和使用性方面赶超国内外先进水平或产品品种方面填补国内“空白”： (3)市场经济情报：在产品的形态、型式(新颖性)等方面满足用户要求，适应市场需要，具有竞争能力； (4)企业产品开发长远规划和年度技术组织措施计划，详述规划的有关内容，并说明现在进行设计时机上的必要性。 2.产品用途及使用范围。 3.对计划任务书提出有关修改和改进意见。 4.基本参数及主要技术性能指标。 5.总体布局及主要部件结构叙述：用简略画法勾出产品基本外形，轮廊尺寸及主要部件的布局位置，并叙述主要部件的结构。 6.产品工作原理及系统：用简略画法勾出产品的原理图、系统图，并加以说明。 7.国内外同类产品的水平分析比较：列出国内外同类型产品主要技术性能、规格、结构、特征一览表，并作详细的比较说明； 8.标准化综合要求： (1)应符合产品系列标准和其它现行技术标准情况，列出应贯彻标准的目标与范围，提出贯彻标准的技术组织措施； (2)新产品预期达到的标准化系数：列出推荐采用的标准件，通用件清单，提出一定范围内的标准件，通用件系数指标； (3)对材料和元器件的标准化要求：列出推荐选用标准材料及外购元器件清单，提出一定范围内的材料标准化系数和外购件系数标准； (4)与国内外同类产品标准化水平对比，提出新产品标准化要求； (5)预测标准化经济效果：分析采用标准件、通用件、外购件及贯彻材料标准和选用标准材料后预测的经济效果。 9.关键技术解决办法及关键元器件，特殊材料资源分析； 10.对新产品设计方案进行分析比较，运用价值工程，着重研究确定产品的合理性能(包括消除剩余功能)及通过不同结构原理和系统的比较分析，从中选出最佳方案； 11.组织有关方面对新产品设计的方案进行(A评价)，共同商定设计或改进的方案是否能满足用户的要求和社会发展的需要。 12.叙述产品既满足用户需要，又适应本企业发展要求的情况。 13.新产品设计试验，试用周期和经费估算。

希望采纳

直接上步骤（然后自己补充内容即可）:

1.根据产品开发计划启动材料开发。

2.编制材料标准，材料取样标准。

3.评审。

4.批准。

5.下发材料标准。

6.组织策划毛坯材料开发。

7.组织毛坯采样。

8.毛坯检验。

9.材料检验结果审核。

1、需要考虑可行性，材料是否能满足批量生产要求

2、需要考虑成本，生产成本在实际工作中是非常中要的考虑因素

3、需要考虑舒适度，产品设计要从产品功能、外观造型、工艺、材料、人机工程、设计心理学等多方面考虑，选择一款材料是否适合该产品，是否能为使用者带来更舒适愉悦的使用感受，是否有能为产品加分。产品设计归根到底是为人服务的设计。考虑产品材料的舒适度，也就决定了该产品的受欢迎程度。

4、需要考虑产品材料耐用度，结合产品结构，选择的产品材料是否耐用度高，产品能达到何种程度的使用寿命。

以上四点考虑因素相互制衡，缺一不可。

来自消费者、竞争对手、国际贸易和国内外的法律法规等各方面的环境因素给企业带来巨大挑战。在这样的压力背景下，产生了绿色设计。绿色设计(GreenDesign）就是将环境性能作为产品的设计的主要目标和出发点，己经成为一种先进的设计思想。在产品设计阶段，材料的选择又是决定是否达到设计目标的重要环节。因此绿色设计材料的选择方法就成为了重要的研究内容。绿色设计的材料选择要求在产品设计中尽可能选用那些对生态环境影响小并充分利用资源能源的材料，即选用绿色材料(Green Material，GM)。 本文首先对产品绿色设计中材料选择方法目前的研究现状进行了分析与讨论，其次对绿色设计的一些基本概念和特点进行论述，分析了绿色设计与传统设计的关系，研究了绿色设计的主要内容和关键技术以及设计原则和设计方法；再次对材料生命周期评价(MLCA，Material Lire Cycle Assessment)的材料环境认证标准的主要内容进行了论述，制定一个材料的环境认证标准，目的就是促使各类材料的研究者、生产者和使用者都来关心材料生产和使用中造成的环境影响，促进材料环境性能的改进，从而达到保护环境的目的；然后，对绿色材料的选择方法进行深入地研究，提出了基于环境意识的材料选材原则，分析了其选材的多种因素，提出了基于成本的绿色材料选材系统框架和方法，在此基础上，构建了绿色材料选择的模糊评价体系；最后以WS2400型载重越野车底盘的关键部件之一的“四桥主减速器”的主动螺旋锥齿轮为例进行了实证，得到了很好的效果，此方法在实际的工作中具有一定的指导意义。 本文所研究的绿色材料选择模糊评价体系，可以把评估的结果反馈给设计者和制造商，有利于设计出更加环保的绿色产品。

本论文转载于论文天下： http://www.lunwentianxia.com/product.sf.3740985.1/

产品的包装是产品的重要构成部分，它不单单在物流运输过程中起保护的作用，而且可以直接与产品的综合质量产生关联，好的包装可以成为品牌推广神器。真正优秀的包装设计会从一物多用的创意性、材料的环保性和视觉的醒目性三个原则出发进行合理的设计。如今越来越多的品牌开始注重设计的力量，有趣的包装创意也不断获得了市场的认可。

包装设计常用的材料如下：

1、木质：木质原材料多用于体积较大的产品和较长途的物流运输。木质包装包括密闭式的木箱包装、可拆式拼接箱、木框板条箱和木框高密度纤维板(或椴木胶合板)箱等几类。

2、纸质：纸原材料是一种可回收利用的理想包装品，也是产品包装设计中运用最多的原材料之一。

3、塑料：塑料包装包括塑料包装袋、塑料箱、塑料瓶等。

4、金属：金属包装包括马口铁罐、铝箔包装和易拉罐等。

除了上述四类以外，玻璃容器、瓷器容器和塘瓷容器也可以用作包装材料。

BillerudKorsn_s1855年始创于瑞典，是世界领先的纤维包装材料供应商，目前在全球范围内拥有8家工厂，服务来自100 多个国家的客户，致力于将优质的可再生原材料与创新包装方式相结合，提供创新环保卡纸解决方案，同时实现贯穿产业链上下游的可持续发展。其在2020年推出的瑞典皇冠卡纸系列产品正在成为纸质包装的代表性原料，此系列包括皇冠白卡和皇冠牛卡。这两种各具特色的卡纸包装材料可以满足包装市场的多样化应用需求。

欲了解更多瑞典皇冠卡纸相关产品信息，请关注品牌官方微信公众号/视频号BillerudKorsnas，以获取最新品牌动态。

现在的产品设计越来越趋于同质化，特别是手机行业，快消品行业，现在几乎到到了不看LOGO就分不清楚哪家的地步，传统工艺已经发展到一个瓶颈，很难有重大的突破，所以呢，什么将会出现在未来的产品设计中，只有发生在新的材料和新的工艺上。

而以下几个新材料和新工艺可能会成为未来产品设计的主流。

轻量化

无论是重型工业，比如汽车行业，还是消费性行业，比如可穿戴行业，产品的轻量化一直都是产品设计和制造的追求。最近新材料技术的飞速发展，产品的轻量化将会在产品中大量使用，产生革命性的变化。

注塑行业微发泡技术——一种革新的注塑技术，可明显地减轻制件的重量、缩短制成模型周期，大大改善制件的变形从而保证尺寸稳定性。在大件制品高质量生产上，微发泡技术有非常明显的优势，在保证强度相当的情况下可减轻10%左右的重量。

塑带钢

如果不接触这个行业，认为塑料还是停留在以前的认识，但是塑料行业也是日新月异，现在很多高强度低成本工程塑料取代高成本的金属材料结构件已经成为事实。当然关于塑料无法降解和回收成本高的问题也是不能回避的问题。比如：原料厂商推出的连续碳纤维热塑符合材料就是之中新的3D外壳材料。

薄膜复合工艺

喷涂为主要的表面处理手段慢慢将被各种复合的薄膜工艺取代，而且复合薄膜可以仿生各种材料外观和喷涂，还有更加漂亮的绚丽的色彩外观，更加重要的可以解决喷涂中的环保为。

免喷涂材料

喷涂电镀等表面处理方式非常污染环境，而免喷涂材料则是一种非常有利于环保的解决方案，因为材料本身可以实现或者模仿那种喷涂后的漂亮的效果。

以上仅仅是对新材料和新工艺的在未来产品设计做了浅显的分析，还有更多的新的工艺和材料在实际中运用，为人们日常生活创造更好的体验。

工业设计的一般原则工业设计的结果是创造一种新的产品形式，该产品应该能够完美地实现本身的目的，其功能与形式都应该符合各种需要，包括满足使用者生理上和心理上的各种需要。同时又能合理地进行生产，产品价格符合经济的原则。从这些要求出发： 1． 功能性原则（安全性，易操作性，使用者的环境，产品与环境的协调等问题） 2． 创造性原则 3． 语义性原则（设计师运用材料，构造，造型，色彩等来表达产品存在的依据和语） 4． 美学的原则 5． 以人为本的原则 6． 理性的原则 7． 简洁的原则 8． 生态平衡的原则从工业设计的概念入手,阐述了工业设计对现代社会的重要意义,以及工业设计师在企业产品开发设计中的地位及其所发挥的作用,分析了我国目前工业设计的现状并展示了工业设计的光明前景.