選材與組件簡介
你好！在本章中，我們將探討設計師最重要的工作之一：為你的產品選擇合適的「材料」。試想像一下，如果你用硬紙板去製造潛水艇，或者用鉛去縫製婚紗，那肯定行不通，對吧？
選擇正確的材料和組件，關鍵在於取得平衡。你需要找到像「金髮女孩」故事裡那樣剛剛好的材料——它既不太昂貴、不太重、外觀精美，又能完美地完成任務。別擔心，這聽起來可能要考慮的事情很多，但我們會將其拆解成簡單的類別，讓你每次設計時都能派上用場。
章節背景：本主題屬於設計與製造原則 (Designing and making principles)。這是專案中的「思考」階段，讓你在開始動手製作前，先決定好要使用甚麼材料。
1. 選材的「五大要素」
當你在決定使用某種材料（如橡木、亞加力膠或鋼材）或組件（如門鉸或螺絲）時，請務必參考這五個主要方面：
A. 功能性 (Functionality) —— 它如何運作？
這是最關鍵的問題：它能發揮作用嗎？
- 應用場景：材料的強度是否足夠應付其用途？例如，椅腳需要極高的抗壓強度 (compressive strength)，這樣當有人坐上去時，它才不會被壓垮。
- 加工便利性：切割、塑形或接合是否容易？如果你在學校製作原型，你可能會選擇中密度纖維板 (MDF) 而不是橡木，因為前者切割和打磨的速度快得多，也容易得多。
B. 美學 (Aesthetics) —— 它看起來和摸起來如何？
設計師希望人們喜愛他們的產品，我們會考量：
- 表面處理：是亮面、啞光還是粗糙的？
- 質感：觸感如何？手機殼需要具備「防滑」功能，而廚房工作檯則應保持光滑且易於清潔。
- 顏色：材料本身是否已有適合的顏色？或者它是否容易進行塗漆或染色？
C. 環境與道德因素 (Environmental and Ethical Factors)
現代設計師必須關心地球。我們考慮：
- 可回收或重用：材料在產品壽命結束後，能否熔化並再次使用？
- 道德採購：材料來源是否公平？這裡的一個關鍵詞是FSC（森林管理委員會）。如果你看到 FSC 標誌（一個小樹圖案），代表木材來自經過管理的森林，他們會種植新樹來取代被砍伐的樹木。
D. 可用性與成本 (Availability and Cost)
如果你找不到材料或買不起，產品就無法製造！
- 可用性：這是「現成材料」(off the shelf)（在當地商店容易買到），還是需要「特別訂購」？
- 成本：大批量 (bulk) 採購通常能降低單件成本。設計師經常需要計算材料成本，以確保最終產品能以獲利的方式銷售。
E. 社會與文化因素 (Social and Cultural Factors)
材料選擇是否尊重不同的文化和信仰？例如，某些文化因宗教理由而偏好特定顏色或材料，優秀的設計師總是對文化影響十分敏感。
記憶口訣：使用縮寫 F.A.C.E.S. 來記住這些要點！Function (功能), Aesthetics (美學), Cost (成本), Environment (環境), Social (社會)。2. 原型製作的選材 (3.3.7)
當你製作原型 (prototype)（即第一個版本或「測試」模型）時，你的選材標準可能與最終成品不同。你需要考慮：
- 功能需求：原型是需要具備實際功能，還是只需要外觀正確即可？
- 庫存形式 (Stock forms)：材料通常有標準尺寸，如片狀、棒狀和管狀。選擇尺寸已接近你需求的材料可以節省時間並減少浪費。
- 國際單位制 (SI Units)：在 D&T 中，我們始終使用毫米 (mm) 作為測量單位。購買 3mm 厚的亞加力膠片是一個「標準」選擇，這會讓設計規劃變得更容易。
快速回顧：為什麼設計師在製作第一個原型時會選用硬紙板而不是鋼材？
答案：因為它更便宜、切割速度更快（加工便利），而且容易取得（可用性）。
3. 數學部分：計算材料成本
別慌！這裡的數學非常簡單。你通常只需要將材料數量乘以單價，即可得出總成本。
基本公式為：
\( \text{總成本} = \text{所需數量} \times \text{單價} \)
例子：如果你需要 3 米木材，每米價格為 £4.50，計算方式為：
\( 3 \times 4.50 = £13.50 \)
常見錯誤：一定要檢查你的單位！如果價格是按米計算，但你的測量單位是毫米，你必須先進行單位換算。
（記住：1000mm = 1 米）。
4. 生態與社會足跡
每一次材料選擇都有其「足跡」。設計師會審視產品的生命週期 (Life Cycle)：
1. 採購：來源在哪裡？（例如：開採金屬或種植樹木）。
2. 製造：製造過程中消耗了多少能量？
3. 運輸：運送距離有多遠？（購買本地材料可以減少「產品里程」）。
4. 棄置：當產品損壞後會怎樣？（堆填區還是回收利用）。
你知道嗎？使用回收組件通常比從原材料開始製造新組件消耗更少的能量。例如，回收鋁材所消耗的能量比從地球開採新鋁材少約 95%！
總結清單 - 「核心重點」
- 始終以功能性作為首要考慮因素——它必須能運作！
- 利用美學使產品對用戶更具吸引力。
- 認明 FSC 標誌，確保木材來源合乎道德。
- 考量成本與可用性，確保項目切實可行。
- 思考產品壽命結束後——材料可以回收或重用嗎？
如果覺得要兼顧的事情太多，別擔心。隨著你練習製作自己的產品，選擇合適的材料將會變得像本能一樣自然！