這就是所謂的設計能力之一吧，其實一個好的產品設計，在材料的選擇上至關重要，甚至到了生死存亡的地步，“材料不對，一切白費”，這並不是一句單純的行業告白，而是多少人前赴後繼的血淚良言。
其實機械設計是一個很廣泛的概述，這裡面又分了很多細分行業和專業，而且每個細分行業所注重和用到的材料是完全不一樣的，這也是為什麼很多跨行的機械設計總是會在前期有很多失敗和彎路的原因，也算是一種試錯成本吧。
那下面就我所在的行業，以及本人對材料的一些粗淺認知做一個分享，當然這個內容一定是有侷限性的，不一定正確，但是我分享的選擇方法還是具有普遍適應性的，可以供大家參考。
通常我們選擇一個設計零件的材料，會從以下幾個方面來選擇。
01 材料剛性是否足夠
根據你的設計要求，首先要考慮的就是材料的剛性，因為材料的剛性決定了你的產品設計的可行性，記住，我們是在做一款產品，產品是需要在實際工作中使用的，是需要一定的穩定性和耐糙性的，所以我們選擇的材料一定要考慮產品的使用範圍，使用環境，使用強度等等因素綜合來考慮對零件材料的選擇。
例如我們做一臺立式加工中心，我們通常對基礎大件選擇的是HT300的灰口鑄鐵，因為這種材料具有較好的剛性，為什麼我們不選擇塑料材質來做，因為塑料材質根本就沒有強度和剛性，一受力就掛了，所以這是我們選擇的一個原則，當然灰口鑄鐵有很多種，例如HT200、HT250等等，為什麼我們要選擇HT300呢？因為HT300的硬度更高一點，其實HT250也是經常選擇的一種，但是基本上也就是這兩種了，這裡面有很多前人們積累下來的經驗，我們的很多設計其實都是建立在很多前人們的經驗上去完成，如果每個產品都去做一些列的強度或可靠性的試驗，那真的黃花菜都涼了，市場需求是不等人，我們只有充分的利用前人的經驗和成果，我們才能真正去贏得一個未來。
其實很多“朋友”一直就喜歡抬槓，總是說沒有經過校核和試驗的設計就是不負責任，但是前人設計的產品都在市場上運行了幾十年了，而且市場的保有量都在幾萬臺以上，對於這種成熟型產品根本就不需要去進行所謂的論證，改進設計也要現實一點，企業給你錢是讓你幫他賺就更多的錢，而不是讓你來完成你的學術追求的，在企業講的就是如何快速的與市場對接，快速的將自己的能力通過市場的需求變現，這才是最真實的職場現狀，所以作為一個企業人，一定要善於利用前人的經驗和成果，那就是一座座金山，等待你的發掘和採納。
根據題主的行業特點，非標工裝設計，我個人覺得應該是45號鋼和鋁合金用得比較多一些，如果是機械加工的工裝設計，那45號鋼和合金鋼會用的多一些，如果是自動化行業的工裝設計，那鋁合金可能會用得多一些，主要還是更具剛性來判斷，當然具體的情況，還得從你自己的角度出發。
02 材料防鏽如何處理
很多機械設計者往往會忽略掉這個問題，如何防鏽處理其實是一個很重要的問題，這不僅關係到產品適用的穩定性，也關係到產品的外觀質量，對於工業技術產品慢慢開始與藝術接軌的今天而言，忽略產品的外觀簡直是不可原諒的過錯，很多人願意為你的產品買單，並不單單是買一個功能，也是在購買一個心情，購買一個建立在可以欣賞基礎上的實用物，所以我們作為一個產品設計者，一定要極度的關注零件的防鏽問題。
例如我們經常使用的45號鋼如何防鏽處理，通常我們會選擇“發藍”處理，這是工業產品針對該材料做得最多的一種防鏽處理方式，該方式的價格低廉，而且可以讓零件煥發出一種厚重感，給人以信心和可靠，或者對零件進行噴漆和噴塑處理，這也是很多產品，特別是外觀處理上使用很多的方式，或者根據環境的使用要求，對零件不進行單獨的處理，而是在使用過程中利用封油或防鏽液進行保護，這也是在機械加工工裝中用得比較多的方式，無論是什麼方式我們都得選擇一樣。
當然如果上述方式都不太適合，那我們就必須跟換材質，例如我們可以選擇不鏽鋼，這樣就可以基本上杜絕防鏽處理這個尷尬了，但是很多所謂的不鏽鋼其實並不是完全不生鏽的，只是相對難生鏽一些而已，所以在使用過程中，我們還是要充分的考慮零件或產品的防鏽問題。
03 材料穩定性如何
在產品設計的過程中，我們選擇一個零件的材料，同時還要考慮該材料的穩定性，例如我們前面舉例說明的HT300灰口鑄鐵，為什麼機床的大件都是採用這種材料，就是因為這種材料在產品的使用過程中，有著非常好的材料穩定性，無論是熱穩定性還是它的材料組織穩定性等都非常好，而對於高精度機床這種特性的產品，這樣的材料就是非常好的選擇，如果你選擇用鋼來做這樣的基體，那可能你加工的零件時合格，但是裝配後就會發生各種幾何變形，發到客戶手上有又會再次變形，總之就是在不斷的變形中，它們可以隨之溫度，溼度和振動等環境的變化而隨時變化，這對於一個高精度要求的產品而言，簡直就是噩夢，所以在材料的溫度性上考慮是非常關鍵的一個因素，也是決定一個產品成敗的因素。
我們公司最近購買了一臺產品，其工作臺是灰口鑄鐵，可能是HT200的，因為零件的設計強度不夠，太單薄了，還有就是可能在零件鑄造完成後沒有經過二次時效處理，所以機床購買回來後，工作臺面的精度一直在變，我們自己重新研磨和調試後還是在變化，這根本就沒有辦法調試，更別提後續如何正常使用了，這樣的產品在實際上就是個廢品，雖然從外表上看，什麼功能都和齊全，而且各種動作都能夠做出來，操作系統也很正常，但是最重要的精度沒有，我們需要的是加工精度，這對我們來說就沒有任何意義了。所以作為一個設計工程師，一定要考慮材料的穩定性。
材料的穩定性就像情人之間的忠誠度，如果沒有這個忠誠度，任何海誓山盟，花言巧語，男才女貌都是假的，沒有意義，都是不可靠的。
04 材料加工性能如何
材料的加工性能，其實這是機械工藝工程師的內功，當然一個機械設計工程師還是要有基本的概念，這也是為什麼圖紙設計完畢後，一定會有一個機械工藝的工程師籤一個會審的名字，因為他需要對這個零件的材料進行加工性能的評估。
什麼是材料的加工性能，說得直白一點就是零件是不是好加工，例如45號鋼就很好加工，但是不鏽鋼就不好加工，這種材料不僅粘刀，而且切削性能也不好，硬度也較高，所以很多場合雖然我們處於防鏽的考慮，選擇了不鏽鋼材質，但是有一些加工上就存在很大的問題，例如在不鏽鋼上加工小孔，特別是螺紋孔，如M3的螺紋，這個是很麻煩的事情，既容易斷鑽頭，也容易斷絲錐，很多工人都不願意幹，如果是強行要做，那價格也是非常高的，不僅材料費用高，加工費用更高，相比45號鋼不知道要高到哪裡去。
而HT300的加工性能就非常好，這也是為什麼機床大件會選擇這種材料的原因之一，這種材料很容易加工，而且加工應力也不大，相對來說很容易消除，做的好的加工工藝，會在零件的半精加工前加一道時效處理的工序，這樣可以極大的去掉零件前幾道加工工序產生的加工應力，並最終保證精加工工序的精度的穩定性。
材料的加工性能並不單純牽涉到零件的加工，也牽涉到刀具的選擇，加工母機的損耗，加工效率的低下等等，這是一個很綜合的因素，是值得每個設計工程師認真去學習和研究的知識點，這也是一個設計工程師的標配能力。
05 材料成本如何
零件的生產成本，其實這個成本就是基於以上幾個因素的一個綜合反映，如果你選擇的材料剛性差，不達標，那意味著要顛覆重來，這就意味著成本，如果你選擇的材料防鏽不好做，那就意味著不穩定和外觀差，賣不出去，又是成本積壓，如果你選擇的材料穩定性差，產品不好用，一樣是賣不出去，還是成本積壓，如果你選擇的材料加工性能不好，那加工成本就會上升，這還是關係到成本，一個產品設計的好壞，除了要從功能上來評價之外，還需要從成本上來評價。
如果你花一百萬做了一顆很完美的螺釘，你覺得這有意義嗎？有市場價值嗎？沒有，雖然你把事情做得很漂亮，但是這個事情沒有任何意義。
06 最後
一個好的機械設計工程師，一定是基於以上各個因素來統籌考慮產品和零件設計的，如果他都沒有這樣的認知，那基本上也就談不上什麼設計工程師，頂多也就是個繪圖員而已，他們是沒有思想和靈魂的，也就是一個工具，一個會呼吸的工具，低能而抱怨多。
當然，我在這裡分享的主要是選擇一個零件材料的方法，要從那些方面去入手，切入點在哪裡，只有掌握了這些方法，你才能通過這些方法去找到適合自己特定需求的材料，否則你真的無從入手了。
