▲ 2026/07/24更新
1. 從材料選用到成本控制的完整思考
產品結構設計是產品開發中非常重要的一個環節。它不只是把零件畫出來，也不只是讓產品外觀能夠成立，而是要讓產品在功能、材料、製造、組裝與成本之間取得平衡。
無論是塑膠產品還是金屬產品，如果在設計初期沒有建立正確的結構觀念，後續很容易出現模具難以製作、產品無法順利成型、組裝不穩定、成本過高等問題。因此，產品結構設計不能只追求複雜或精巧，而是要在「能實現功能」的前提下，讓設計更合理、更容易生產，也更符合市場需求。
以下將從材料選用、結構設計、模具簡化與成本控制四個方向，說明產品結構設計時應掌握的基本原則。
2. 先確認產品需求，再開始結構設計
在進行產品結構設計前，第一步不是急著畫結構，而是先確認產品的使用條件與市場定位。不同產品即使外觀看起來相似，實際設計重點也可能完全不同。
例如，一個日常使用的外殼零件，可能需要考慮強度、表面質感、耐刮性與成型便利性；而與食品接觸的容器或包材，則需要更重視材料是否適合食品相關用途，以及是否能符合耐溫、無毒、無味等基本需求。若產品內部有滑動、轉動或長期摩擦的部位，材料與結構就要進一步考慮耐磨性。
因此，結構設計不能只看零件本身，而要先回到產品的使用情境。產品會被放在哪裡使用？是否需要承受外力？是否會高頻率拆裝？是否有摩擦或運動？這些條件都會影響後續的材料與結構選擇。
3. 合理選用材料：先從產品用途開始判斷
所有產品都離不開材料。材料不只影響產品強度與外觀，也會影響加工方式、使用壽命、成本與市場定位。因此，在產品結構設計初期，材料選擇往往是第一個需要思考的問題。
(3-1) 根據產品應用場景選擇材料
不同使用環境，對材料的要求並不相同。如果是一般日常消費性電子產品，通常會希望材料具有良好的強度、容易成型、表面處理方便、不易氧化生鏽，也不容易在使用中被刮傷。塑膠材料可考慮 PC、ABS、PC+ABS 等；金屬材料則可能使用不鏽鋼、鋁或鋅合金等。
如果產品用於食品相關領域，材料選用就要更加重視安全性與使用環境。例如材料應符合無毒、無味的基本要求，並依照需求考慮耐低溫或耐高溫能力。像飲料瓶可能使用 PET，食品包裝袋可能選用 PP、PE，飲水杯則可能依需求選用PP、PCT、TR55（PA）等材料。
(3-2) 根據市場定位選擇材料
產品定位也會影響材料選擇。高階、中階與低階產品面向的市場不同，材料策略自然也不一樣。
高階產品通常較重視質感、性能與品牌印象，因此在材料選擇上可能會優先考慮較佳的材料，即使成本較高也能接受。中階產品則多半需要在性能與價格之間取得平衡。至於低階產品，若功能能夠滿足需求，材料選擇就會更偏向降低成本。
以手機外殼為例，高階或限量產品可能會採用成本較高、視覺效果更好的材料或特殊外觀配置；而中低階產品則可能以 PC+ABS 或 ABS 作為主要外殼材料。這並不是單純好壞的差別，而是產品定位、售價與目標市場不同所形成的選擇。
(3-3) 根據產品功能選擇材料
產品功能不同，材料需求也會不同。若產品帶有運動、滑動或摩擦功能，就必須特別考慮耐磨性。耐磨需求較高時，可依照實際情況選用適合的金屬材料，或使用 PA、POM 等耐磨塑膠材料，也可能使用天然橡膠等橡膠類材料。
換句話說，材料不能只看價格，也不能只看外觀，而是要回到產品功能本身。材料能否承受使用過程中的受力、磨耗、溫度與環境條件，才是結構設計需要優先判斷的重點。
4. 選用合理結構：簡單不代表設計不足
產品結構不是越多越完整，也不是越複雜越專業。好的結構設計，應該在滿足功能的前提下，盡量保持清楚、簡潔與可製造。
(4-1) 常見固定方式要依需求選擇
結構設計中常見的固定方式包含螺絲固定、卡扣固定、雙面膠固定、熱熔固定、超音波焊接固定等。不同方式各有適用條件，不能只憑習慣選擇。
一般來說，螺絲固定的可靠性較高，也具備較好的拆卸性，因此在需要維修或承受較高固定需求時較常使用。卡扣固定結構相對簡單，組裝方便，但固定可靠性可能不如螺絲，因此常與其他固定方式搭配使用。雙面膠、熱熔或超音波焊接等方式，則通常適用於特定結構或特定製程需求。
選擇固定方式時，應同時考慮產品是否需要拆卸、固定強度是否足夠、組裝是否方便，以及後續生產是否穩定。
(4-2) 避免多餘結構，讓每一處設計都有作用
產品結構中不應存在沒有必要的結構。多餘設計會增加開發時間，也可能提高模具加工難度與材料消耗。
在設計時，應該做到「需要的結構一定要有，不需要的結構盡量不要做」。例如每一個卡扣、每一條加強筋、每一個定位柱，都應該有明確用途。若只是為了讓結構看起來更複雜而增加設計，反而可能造成裝配困難、成型不良或成本增加。好的產品結構設計，重點不是堆疊更多特徵，而是用最合理的方式完成產品功能。
5. 設計時要同步考慮模具與成型可行性
產品設計完成後，通常還需要依靠模具或相關製程來成型。因此，結構工程師在設計時不能只關注產品形狀，也要思考這個形狀能不能順利製造出來。
如果一個產品結構需要非常複雜的模具機構才能完成，雖然理論上可以製作，但可能會增加模具成本、加工時間與試模風險。對量產產品來說，這些問題都會影響開發效率。
在塑膠產品設計中，倒扣就是常見需要特別注意的結構。倒扣若無法直接出模，模具就可能需要增加滑塊、斜頂等機構協助脫模。這類機構能解決成型問題，但也會提高模具複雜度與製作成本。
因此，在結構設計階段，若能透過改變零件分割、調整扣位方向或簡化局部造型來避免不必要的倒扣，通常會更有利於模具製作。若倒扣確實是產品功能所需，也應提早與模具相關人員確認可行方式，而不是等到開模後才修改。模具可行性不是設計後期才處理的問題，而是產品結構設計初期就應該同步考慮的條件。
6. 成本控制：從設計初期就要開始
成本是產品開發中的核心因素之一。產品成本高低，會直接影響公司利潤與市場競爭力。因此，成本控制不能等到量產前才處理，而應該從產品結構設計階段就開始規劃。
(6-1) 在滿足功能前提下選擇合適材料
材料費通常是產品成本的重要部分。設計時應先確認產品功能需求，再選擇能滿足需求且價格合理的材料。過度使用高成本材料，可能讓產品成本超出市場接受範圍；但若材料性能不足，也可能導致產品品質問題。
(6-2) 外觀建模時減少不必要零件
產品外觀設計若能在不影響美觀與功能的情況下減少零件數量，就能降低材料、模具、組裝與管理成本。零件越多，通常代表模具越多、組裝步驟越多，後續出錯機會也會提高。
(6-3) 結構越簡潔，模具成本越容易控制
簡潔的結構通常更容易加工，也能降低模具製作難度。相反地，若產品含有太多複雜特徵，模具可能需要更多加工時間與特殊機構，成本自然提高。
(6-4) 選擇合適固定方式，降低裝配成本
固定方式會影響生產效率。若固定方式過於複雜，可能增加人工組裝時間，也可能需要額外設備或治具。因此，產品結構設計時應選擇合適的固定方式，在可靠性與成本之間取得平衡。
(6-5) 表面處理要符合產品定位
產品表面處理會影響外觀質感，也會增加加工成本。設計時應依照產品定位與外觀要求，選擇合適的表面處理方式。高階產品可以適度提高外觀處理要求，但一般產品則應避免不必要的加工費用。
(6-6) 供應商選擇也會影響成本
供應商不只是報價來源，也會影響開發效率與製造穩定性。技術能力較強、溝通配合度較好的供應商，通常能減少零件製作錯誤與反覆修改的時間。從整體成本來看，這也是一種節省。
(6-7) 控制開發進度，避免時間成本增加
新產品開發若進度失控，可能造成交期延誤，甚至產生違約風險。因此，有效掌握專案進度，也屬於成本控制的一部分。設計越早確認，試作與修改越有方向，就越能縮短開發時間。
(6-8) 優先考慮可用庫存料件
如果公司已有可用的庫存材料或既有零件，在符合設計需求的情況下，可以優先考慮使用。這不僅能減少浪費，也能讓庫存重新投入生產，進一步降低產品開發與製造成本。
7. 總結：產品結構設計是多項條件的平衡
產品結構設計的核心，不是把結構做得越複雜越好，而是讓產品在功能、材料、製造、組裝與成本之間取得合理平衡。
設計時應先確認產品需求與使用場景，再根據功能、定位與供應條件選擇材料；接著規劃簡潔可靠的結構與固定方式，同時評估模具成型與出模可行性；最後，從材料、零件數量、模具難度、裝配方式、表面處理、供應商與開發進度等面向控制成本。
對產品結構設計新手而言，只要能在設計初期建立這套思考流程，就能降低後續修改風險，也更容易設計出適合量產的產品。
✰✰✰ 延伸閱讀 ✰✰✰
(✰) 產品結構設計入門與設計指南
(✰) 大象杯被罵爆
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