Der CNC machining humidifier prototype process ist ein systematischer Workflow, der Designkonzepte in physische Prototypen umwandelt, Validierung der Authentizität des Aussehens, Strukturelle Rationalität, Wasserdichtigkeit, und Kernfunktionslogik (Z.B., Nebelausstoß, geräuschloser Betrieb). In diesem Artikel wird der Prozess mithilfe datengesteuerter Tabellen Schritt für Schritt aufgeschlüsselt – vom vorläufigen Entwurf bis zum endgültigen Debugging, praktische Richtlinien, und Tipps zur Fehlerbehebung, die Ihnen bei der Bewältigung wichtiger Herausforderungen helfen und den Erfolg von Prototypen sicherstellen.
1. Vorläufige Vorbereitung: Legen Sie den Grundstein für die Bearbeitung
Die vorbereitende Vorbereitung legt die Richtung der gesamten Prototypenentwicklung fest. Es konzentriert sich auf zwei Kernaufgaben: 3D Modellierung & strukturelles Design Und Materialauswahl, both tailored to the unique needs of humidifiers (Z.B., Wasserbeständigkeit, mist uniformity, leicht).
1.1 3D Modellierung & Strukturelles Design
Verwenden Sie professionelle 3D-Modellierungssoftware, um ein detailliertes Prototypmodell zu erstellen, Gewährleistung der strukturellen Rationalität und Verarbeitbarkeit bei der CNC-Bearbeitung.
- Softwareauswahl: Priorisieren Sie Tools wie Solidworks, Und NX, oder Vordergrund– Sie unterstützen parametrisches Design, Ermöglicht eine einfache Anpassung der wichtigsten Abmessungen (Z.B., Fassungsvermögen des Wassertanks, Größe des Nebelauslasses) und Kompatibilität mit CAM-Software für die Bearbeitung.
- Kern-Design-Fokus:
- Ausrichtung der funktionalen Anforderungen: Klären Sie zunächst die wichtigsten Spezifikationen – für Luftbefeuchter für Haushaltsschlafzimmer, konzentrieren Sie sich auf geräuschloses Design (Lüftergeräusch ≤35dB) Und sanfte Lichtansagen; für Industriemodelle, priorisieren großes Befeuchtungsvolumen (≥500 ml/h) und Korrosionsbeständigkeit.
- Aussehen & Interne Strukturintegration:
- Muschelform: Nehmen Sie abgerundete Linien an (Radius 5–8 mm) für Haushaltsmodelle passend zur Inneneinrichtung; Verwenden Sie kompakte geometrische Formen für Desktop-Versionen (Größe: typischerweise 150×150×200 mm).
- Internes Layout: Reservieren Sie Platz für kritische Komponenten:
- Wassertank (Kapazität: 1–3L für den Haushalt, 5–10L für Industrie).
- Zerstäubungsgerät (Ultraschall oder thermisch, with 2–3mm clearance from tank walls).
- Lüfter (so positioniert, dass ein Nebelrückfluss vermieden wird).
- Leiterplatte (Von wasserhaltigen Bereichen durch eine 5–8 mm dicke wasserdichte Barriere isoliert).
- Wichtiges Detaildesign:
- Schalendicke: 1-3mm (Plastik) oder 2–4 mm (Metall) um Kraft und Gewicht in Einklang zu bringen.
- Montagestrukturen: Schnallen hinzufügen (zur Schalenverbindung) und M2–M3-Schraubenlöcher (für feste Komponenten) mit ±0,1mm Toleranz.
- Functional Features: Design mist outlets (diameter 8–12mm, 2–4 holes for uniform spray) and vents (grid pattern, hole size 2–3mm for dust prevention).
Warum ist das wichtig?? A missing waterproof barrier between the circuit board and water tank can cause short circuits, erfordern 30% more rework time and increasing costs by 25%.
1.2 Materialauswahl: Passen Sie Eigenschaften an Komponenten an
Different parts of the humidifier require materials with specific characteristics (Z.B., water resistance for tanks, heat resistance for atomization chambers). Die folgende Tabelle vergleicht die am besten geeigneten Optionen:
| Komponente | Material | Schlüsseleigenschaften | Verarbeitungsanforderungen | Kostenbereich (pro kg) |
| Hülse (Household) | ABS -Plastik | Niedrige Kosten, leicht, Einfach zu maschine | Spray matte paint (Ra1.6–Ra3.2); add anti-scratch coating | \(3- )6 |
| Hülse (Industriell) | Aluminiumlegierung (6061) | Hohe Stärke, Korrosionsbeständigkeit | Eloxiert (schwarz/silber); Ebenheitsfehler ≤0,02 mm | \(6- )10 |
| Water Tank | Food-Grade PC/Stainless Steel (304) | Wasserfest, ungiftig, dauerhaft | PC: Polished to transparency; 304: Gebürstetes Finish (Ra0.8μm) | \(8- )12 |
| Atomization Chamber | PPS Plastic | Hitzebeständig (bis zu 200 ° C.), Chemische Stabilität | CNC machined with 0.1mm precision; no surface burrs | \(10- )15 |
| Sealing Rings/Gaskets | Silikonkautschuk | Wasserdicht, Hochtemperaturbeständig (-20°C–200°C) | Geformt (no CNC); fits into tank/shell grooves with ±0.05mm tolerance | \(9- )13 |
Beispiel: Der Wassertank uses food-grade PC for household humidifiers (transparency for water level checks) Und 304 stainless steel for industrial models (corrosion resistance in harsh environments).
2. CNC -Bearbeitungsprozess: Vom Setup bis zur Komponentenfertigung
Die CNC-Bearbeitungsphase ist der Kern der Prototypenerstellung. Es folgt einem linearen Arbeitsablauf: Prozessplanung → Maschine & Werkzeugvorbereitung → Schruppen & Endbearbeitung → Inspektion & Korrektur.
2.1 Prozessplanung
Definieren Sie Bearbeitungsstrategien, um Effizienz und Präzision sicherzustellen:
- Werkzeugauswahl:
| Material | Bearbeitungsaufgabe | Werkzeugtyp | Spezifikationen |
| Plastik (ABS/PC) | Rauen | Hartmetall-Flachfräser | Φ6–Φ10 mm, 2–3 Zähne |
| Plastik (ABS/PC) | Fertig | Hartmetall-Kugelfräser | Φ2 - φ4MM, 4–6 Zähne |
| Metall (Aluminium/304) | Rauen | Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl | Φ8 – φ12mm, 2 Zähne |
| Metall (Aluminium/304) | Fertig | Hartmetall-Schaftfräser | Φ3 -F5MM, 4 Zähne |
- Schneidenparameter:
| Material | Bearbeitungsstufe | Geschwindigkeit (Drehzahl) | Futterrate (mm/Zahn) | Schnitttiefe (mm) | Kühlmittel |
| ABS -Plastik | Rauen | 300–500 | 0.1–0,2 | 0.5–2 | Druckluft |
| ABS -Plastik | Fertig | 800–1200 | 0.05–0,1 | 0.1–0,3 | Druckluft |
| Aluminiumlegierung | Rauen | 800–1200 | 0.15–0,3 | 1–3 | Emulsion |
| Aluminiumlegierung | Fertig | 1500–2000 | 0.08–0,15 | 0.1–0,2 | Emulsion |
| 304 Edelstahl | Rauen | 500–800 | 0.08–0,15 | 0.3–1 | Emulsion |
| 304 Edelstahl | Fertig | 1000–1500 | 0.03–0,08 | 0.05–0,1 | Emulsion |
- Bearbeitungssequenz:
- Rauen: Entfernen Sie 80–90 % der Rohlingszugabe (Z.B., shape the shell contour).
- Halbfinish: Reduce remaining allowance to 0.1–0.3mm (Z.B., refine tank inner walls).
- Fertig: Achieve final dimensions and surface quality (Z.B., polish mist outlets).
2.2 Maschine & Werkzeugvorbereitung
- Maschinenauswahl:
- Kleine Teile (mist nozzles, Knöpfe): Three-axis CNC milling machine (Positionierungsgenauigkeit ±0,01 mm).
- Große Teile (industrial tank shells): Four-axis machine (for curved surface machining).
- Tool -Setup:
- Install tools on the spindle and calibrate with a tool setter (accuracy ±0.005mm).
- Für Plastikteile, use sharp tools to avoid melting; für Metallteile, check tool wear (replace if edge dullness exceeds 0.02mm).
2.3 Rauen & Finishing Execution
- Roughing Tips:
- For thin-wall shells (1–2mm), use low cutting force (reduce feed rate by 20%) um Verformungen zu verhindern.
- For water tanks, machine the outer contour first, then the inner cavity to avoid material collapse.
- Finishing-Fokus:
- Ensure mist outlets are burr-free (use 800–1200 mesh sandpaper for manual polishing).
- For transparent PC tanks, achieve surface roughness Ra ≤0.8μm to avoid mist adhesion.
2.4 Inspektion & Korrektur
- Dimensionalprüfungen:
- Use calipers/micrometers to measure key specs (tank capacity ±5mL, shell thickness ±0.1mm).
- Verwenden Sie eine Koordinatenmessmaschine (CMM) für komplexe Teile (atomization chamber tolerance ±0.03mm).
- Oberflächeninspektion:
- Überprüfen Sie auf Kratzer, Gruben, oder Unsicherheit (no visible defects on visible surfaces).
- Korrekturmaßnahmen:
- Maßabweichung: Adjust tool compensation (Z.B., increase cutting depth by 0.05mm if the shell is too thick).
- Poor surface quality: Reduce feed rate by 10–15% and re-finish.
3. Nachbearbeitung & Montage: Verbessern Sie die Funktionalität & Ästhetik
Durch die Nachbearbeitung werden Fehler beseitigt und Komponenten für den Zusammenbau vorbereitet, Während eine sorgfältige Montage sicherstellt, dass der Prototyp wie vorgesehen funktioniert.
3.1 Nachbearbeitung
- Enttäuschung & Reinigung:
- Kunststoffteile: Entfernen Sie Grate mit einer Klinge; clean with isopropyl alcohol to remove oil residue.
- Metallteile: Mit 400–800 Mesh Schleifpapier schleifen; für Aluminium, anodize to form a 5–10μm protective film.
- Oberflächenbehandlung:
- Hülse: Spray matte or glossy paint (bei 60°C aushärten 2 Std.); silk-screen brand logos and operation labels.
- Water Tank (PC): Apply anti-fog coating to prevent mist condensation on inner walls.
- Metal Components: Electroplate (nickel or chrome) for corrosion resistance and aesthetics.
3.2 Montage & Debuggen
Follow a sequential order to avoid rework:
- Kontrolle vor der Montage: Verify all parts meet specs (Z.B., sealing ring size matches tank grooves).
- Core Component Installation:
- Fix the atomization device to the tank base (use silicone gaskets for water tightness).
- Install the fan and circuit board (ensure 5–8mm waterproof gap from water areas).
- Hülse & Functional Part Assembly:
- Snap or screw the shell together; attach mist outlets and buttons (test button feedback: 500–800g pressing force).
- Funktionales Debuggen:
| Test Item | Tools/Methods | Pass Criteria |
| Water Tightness | Füllen Sie den Wassertank bis 80% seiner Gesamtkapazität, Sicherstellen, dass das Niveau auf allen Seiten gleichmäßig ist. Stellen Sie den Luftbefeuchter aufrecht hin, in Betriebsstellung bringen und ungestört stehen lassen 24 Stunden in einer kontrollierten Umgebung mit stabilen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsniveaus. Überprüfen Sie, ob sich an den Nähten Feuchtigkeit ansammelt oder tropft, Gelenke, und Verbindungen. | Keine sichtbaren Leckagen aus den Nähten, Gelenke, oder Verbindungen; Keine Feuchtigkeitsansammlung auf Oberflächen, die mit dem Luftbefeuchter in Kontakt kommen. Der Wasserstand sollte nicht um mehr als sinken 1% due to evaporation during the testing period. |
| Mist Uniformity | Position a precision mist collector at a fixed distance of 10cm directly in front of the mist outlet. Use a high-precision flow meter to measure the mist output at multiple points within a 5cm radius of the center of the mist stream. Conduct measurements at 5-second intervals for a total duration of 3 minutes. | The variation in mist output across all measured points should not exceed 10% of the average output value. There should be no visible droplets of water falling from the mist stream, indicating a fine, consistent mist. |
| Noise Level | Place the humidifier on a stable, flat surface. Position a calibrated Class 1 sound level meter at a distance of 1m from the center of the humidifier, at the same height as the main components that generate noise (Z.B., fan, Motor). Measure the noise level for 5 Minuten, recording the average, maximal, and minimum values. | For household use, the average noise level should not exceed 35dB(A) during normal operation, and the maximum peak noise should not exceed 40dB(A). For industrial applications, the average noise level should be ≤50dB(A), with a maximum peak noise of ≤55dB(A). |
| Humidification Volume | Use the weight loss method to measure the humidification volume. Erste, weigh the humidifier with a full water tank using a high-precision scale. Start the humidifier and let it run continuously for 1 hour under normal operating conditions. Nach 1 Stunde, stop the humidifier and immediately weigh it again. Calculate the weight loss, which corresponds to the volume of water converted into mist. | The measured weight loss should meet the design specifications within a tolerance of ±5%. If the design specifies a humidification volume of, Zum Beispiel, 300ml/hour, the measured value should be between 285ml and 315ml per hour. |
4. Anwendungsfälle: Tailor Processes to Use Scenarios
4.1 Household Small Humidifiers
- Fokus: Appearance personalization and user experience.
- Process Adjustments:
- Use ABS plastic for shells; test 2–3 color schemes (Z.B., Weiß, light gray) via spray painting.
- Optimize button layout (1–2 buttons for on/off and mist level) and test ergonomics (easy to press with one hand).
- Prototype Value: Verify if the design fits nightstands (size ≤150×150mm) and if the silent fan avoids disturbing sleep.
4.2 Industrial Large Humidifiers
- Fokus: Durability and performance under harsh conditions.
- Process Adjustments:
- Verwenden 304 stainless steel for tanks; anodize aluminum shells for corrosion resistance.
- Precision-machine atomization nozzles (Toleranz ±0,03 mm) to ensure stable output in high-humidity (≥80% RH) Umgebungen.
- Prototype Value: Conduct 72-hour continuous operation tests; simulate dust and high temperatures (40° C) to check component reliability.
Perspektive der Yigu -Technologie
Bei Yigu Technology, Wir sehen die CNC machining humidifier prototype process als a “risk reducer”—it identifies design flaws early to avoid mass production failures. Unser Team priorisiert zwei Säulen: Präzision und Praktikabilität. For water tanks, we use food-grade materials and strict water-tightness testing (24-Stunde Eintauchen) Sicherheit gewährleisten. For atomization chambers, we achieve ±0.03mm precision to guarantee uniform mist. Wir integrieren auch die 3D-Scan-Nachbearbeitung, um die Maßhaltigkeit zu überprüfen, Reduzierung der Nacharbeitsraten um 25%. By tailoring processes to household or industrial needs, Wir helfen unseren Kunden, die Markteinführungszeit um 1–2 Wochen zu verkürzen. Egal, ob Sie ein Erscheinungsbild oder einen funktionalen Prototyp benötigen, we deliver solutions that align with user needs and industry standards.
FAQ
- Q: How long does the entire CNC machining humidifier prototype process take?
A: Typically 8–12 working days. This includes 1–2 days for design, 3–4 Tage für die Bearbeitung, 1–2 Tage für die Nachbearbeitung, 1–2 days for assembly, Und 1 day for debugging. Industrial models may take 2–3 extra days due to larger size and stricter testing.
- Q: Can I use ordinary plastic instead of food-grade PC for the water tank?
A: NEIN. Ordinary plastic (Z.B., non-food-grade ABS) may leach chemicals into water, violating safety standards (Z.B., FDA, EU 10/2011). Food-grade PC is non-toxic, wasserfest, and durable—critical for parts in direct contact with water.
- Q: What causes uneven mist output, and how to fix it?
A: Common causes are misaligned atomization devices (clearance >3mm from tank walls) or blocked mist outlets. Korrekturen: Re-position the atomization device to ensure 2–3mm clearance; clean outlets with a 0.5mm needle to remove debris. This resolves 90% of mist uniformity issues in 1–2 hours.