How to Develop a Precise CNC Machining Slow Cooker Prototype?

transparent plastics injection molding

Une haute qualité Prototype de mijoteuse en usinage CNC est essentiel pour valider les concepts de conception, tester la stabilité structurelle, et assurer la fiabilité fonctionnelle avant la production en série. Cet article décompose systématiquement l'ensemble du processus de développement, de la préparation préliminaire aux tests finaux, avec des comparaisons basées sur les données., directives étape par étape, et des solutions pratiques aux défis communs.

1. Préparation préliminaire: Poser les bases de la précision des prototypes

La préparation préliminaire a un impact direct sur la précision et l’efficacité de la production du prototype. Il se concentre sur deux tâches principales: 3Finalisation de la conception D et sélection des matériaux, qui nécessitent tous deux le strict respect des exigences spécifiques aux mijoteuses.

1.1 3D conception & Planification fractionnée

La phase de conception doit clarifier chaque détail de la structure de la mijoteuse pour éviter les erreurs d’usinage. Utilisez des logiciels professionnels comme Solide ou et pour créer un modèle 3D complet, et suivez ces étapes pour une conception divisée:

  1. Division des composants: Divisez la mijoteuse en parties indépendantes (Par exemple, je peux corps, couvercle, poignée, base chauffante, Panneau de contrôle) pour un usinage et un assemblage plus faciles.
  2. Marquage des détails clés: Mettez en évidence les fonctionnalités critiques telles que:
  • Diamètre et profondeur du pot intérieur (tolérance: ± 0,1 mm)
  • Position des trous de dissipation thermique (pour empêcher la surchauffe)
  • Taille de rainure pour le bague d'étanchéité en silicone (assure l'étanchéité)
  • Disposition des boutons sur le panneau de commande (accessibilité ergonomique)

Pourquoi la conception divisée est-elle importante? Sans, l'usinage de grandes pièces intégrées augmenterait l'usure des outils de 30% et prolongez le temps de production de 2 à 3 jours.

1.2 Sélection des matériaux: Faire correspondre les matériaux aux fonctions des composants

Les différents composants de la mijoteuse nécessitent des matériaux aux propriétés spécifiques. Le tableau ci-dessous compare les matériaux les plus couramment utilisés et leurs applications:

Type de matériauPropriétés clésComposants idéauxGamme de coûts (par kg)Machinabilité
Plastique absFaible coût, Facile à façonner, Bonne finition de surfaceCoque extérieure, couvercle, boîtier du panneau de commande\(2- )4Excellent (coupure rapide, Assure de l'outil bas)
Acrylique (PMMA)Transparence élevée, résistance modérée à la chaleurAffichage des fenêtres (pour vérifier l'état des aliments)\(5- )8Bien (nécessite une faible vitesse d'avance pour éviter les fissures)
Alliage en aluminiumHaute conductivité thermique, poids léger, forte résistanceBase chauffante, supports\(7- )12Bien (a besoin de liquide de refroidissement pour éviter de coller)
Acier inoxydableRésistant à la corrosion, dureté élevée, à sa sécuritéPot intérieur (contact direct avec les aliments)\(15- )20Modéré (une dureté élevée augmente la charge de l'outil)

Exemple: Le pot intérieur doit être acier inoxydable pour répondre aux normes de sécurité alimentaire, tandis que la coque extérieure peut utiliser Plastique abs pour réduire les coûts sans compromettre l'apparence.

2. Processus d'usinage CNC: Transformez la conception en composants physiques

La phase d'usinage CNC suit un flux de travail linéaire :programmation → serrage → ébauche → finition—avec une attention particulière aux structures spécifiques aux mijoteuses comme les parois minces et les surfaces courbes complexes.

2.1 Programmation & Planification du parcours d'outil

Une programmation précise garantit que la machine reproduit avec précision la conception 3D. Utiliser le logiciel CAM (Par exemple, Mastercam, Moulin électrique) et suivez ces étapes:

  1. Configuration d'usinage grossier:
  • Sélection d'outils: Utiliser un outil de grand diamètre (Par exemple, Fraise à bout plat Φ10mm) pour éliminer 80 à 90 % de l'excédent de matière.
  • Paramètres: Laisser une surépaisseur d'usinage de 0,5 à 1 mm pour la finition.
  1. Fin de la configuration:
  • Sélection d'outils: Utiliser de petits outils (Par exemple, Fraise à bille Φ2mm) pour les surfaces courbes (Par exemple, parois intérieures du pot).
  • Paramètres:
  • Pour plastique ABS: Vitesse de coupe = 1 800–2 200 tr/min; Avance = 600–800 mm/min.
  • Pour l'acier inoxydable: Vitesse de coupe = 800-1000 tr/min; Avance = 200–300 mm/min.
  1. Gestion des structures spéciales:
  • Pièces à parois minces (Par exemple, couvercle): Processus en couches (0.2mm par couche) pour éviter la déformation.
  • Trous de dissipation thermique: Utilisez un foret central de Φ1 mm pour les trous de réseau; pour une haute précision, utiliser la GED (Usinage à décharge électrique).

2.2 Serrage & Exécution d'usinage

Un serrage correct empêche le mouvement de la pièce pendant l'usinage. Le tableau ci-dessous présente les méthodes de serrage et les principales considérations pour différents matériaux.:

MatérielMéthode de serragePrécautions clésProblèmes courants à éviter
Plastique abs (bloc)Pince plate ou plateforme d'adsorption sous videAssurer une pression uniforme pour éviter l’écrasementSerrage lâche (provoque un décalage)
Alliage en aluminium (cylindrique)Mandrin à trois mors ou tête d'indexationAligner avec la ligne médiane pour assurer la concentricitéDésalignement (conduit à une épaisseur inégale)
Acier inoxydable (feuille)Luminaire avec plaques de pressionUtilisez des joints souples pour éviter les rayures de surfaceUn serrage excessif (déforme la pièce)

Pendant l'usinage:

  • Utilisez du liquide de refroidissement pour alliage en aluminium et acier inoxydable pour réduire la température de l'outil (empêche le collage et prolonge la durée de vie de l'outil en 50%).
  • Pour acrylique, utiliser une vitesse élevée, approche à faible alimentation (Par exemple, 2000 RPM, 300 mm / min) Pour éviter de craquer.

3. Post-traitement: Améliorer l'apparence et la fonctionnalité

Le post-traitement supprime les défauts d'usinage et prépare le prototype pour l'assemblage. Il comprend débarquant, traitement de surface, et contrôles avant montage.

3.1 Débarquant & Ponçage

Bavures (bords tranchants) sont un sous-produit courant de l'usinage et doivent être retirés pour des raisons de sécurité et d'assemblage.. Utilisez les méthodes suivantes en fonction de la taille des bavures:

  • Petites bavures (<0.5MM): Poncer avec du papier de verre grain 400 à 600 (pour les pièces en plastique) ou papier de verre grain 200-400 (pour les pièces métalliques).
  • Grosses bavures (>1mm): Supprimer d'abord avec un fichier (plat ou rond), puis poncer avec du papier de verre grain 120-200.
  • Pièces métalliques (Par exemple, base chauffante en alliage d'aluminium): Utilisez de la pâte à polir pour éliminer les rayures et améliorer la douceur de la surface.

Étude de cas: Une poignée de mijoteuse avec des bavures non retirées pourrait provoquer des coupures par l'utilisateur. L'ébavurage prend 5 à 10 minutes par poignée mais élimine les risques pour la sécurité.

3.2 Options de traitement de surface

Le traitement de surface améliore l’apparence du prototype, durabilité, et les fonctionnalités. Choisissez la bonne méthode en fonction du matériau et du composant:

Méthode de traitementCompatibilité des matériauxButNotes de processus
Pulvérisation d'huilePlastique abs, Alliage en aluminiumCouleur uniforme, résistance à gratterUtilisez de la peinture mate/brillante (Par exemple, Peinture industrielle AkzoNobel); appliquer dans une pièce sans poussière pour éviter les taches.
Sérigraphie/marquage à chaudPlastique abs, AcryliqueImprimer des logos, mode d'emploi (Par exemple, “Haut/Bas/Auto”)Utilisez une encre résistante aux rayures; pour les surfaces courbes, utiliser le marquage à chaud pour une meilleure adhérence.
AnodisationAlliage en aluminiumRésistance à la corrosion, amélioration de la textureDisponible dans des couleurs comme le noir/argent; augmente la dureté de la surface de 2x.
ÉlectroplasteAcier inoxydableFinition brillante, sécurité alimentaireUtilisez un placage en nickel de qualité alimentaire pour les pots intérieurs afin de répondre aux normes de la FDA..

4. Assemblée & Essai: Valider la qualité du prototype

L'assemblage et les tests garantissent que le prototype répond aux exigences de conception en matière d'apparence, structure, et fonction.

4.1 Processus d'assemblage

Suivez un ordre d’assemblage séquentiel pour éviter les retouches:

  1. Attachez le base chauffante à la coque extérieure à l'aide de vis M3 (couple: 1.5–2,0 N·m).
  2. Installer le bague d'étanchéité en silicone dans la rainure du couvercle (assurez-vous qu'il est bien ajusté pour éviter les fuites d'air).
  3. Montez le panneau de commande sur la coque extérieure (aligner les boutons avec les trous pré-usinés).
  4. Assemblez la poignée au couvercle (test de stabilité – doit supporter un poids de 5 kg sans se desserrer).
  5. Placez le pot intérieur dans la base chauffante (vérifier le placement et le retrait en douceur).

4.2 Liste de contrôle des tests

Testez le prototype dans trois domaines clés pour garantir la fiabilité:

Catégorie de testOutils/MéthodesCritères de passage
Test d'apparenceInspection visuelle, brillancemètre– Couleur uniforme (pas de pulvérisation inégale).- Logos/instructions clairs (pas de bavure).- Aucune rayure ni bavure sur les pièces accessibles.
Essai structurelEssai de traction (poignée), essai de pression (bague d'étanchéité)– La poignée résiste à une force de traction de 5 kg sans se desserrer.- La bague d'étanchéité empêche les fuites d'air (pas de fuite de vapeur lors de la simulation de chauffage).
Test fonctionnelFonctionnement manuel (boutons), contrôle visuel (fenêtre de visualisation)Buttons press smoothly with clear feedback.- Viewing window is transparent (pas de nébulosité).- Inner pot fits tightly in the heating base (pas de vacillement).

Perspective de la technologie Yigu

À la technologie Yigu, nous croyons CNC machining slow cooker prototypes are the “pont” between design and mass production. Our team focuses on two critical priorities: material precision and process optimization. Par exemple, nous utilisons de la qualité alimentaire acier inoxydable for inner pots (Répondre aux normes de sécurité mondiales) and optimize machining parameters for alliage en aluminium heating bases to reduce thermal deformation by 25%. We also integrate 3D scanning into post-processing to verify dimensional accuracy (tolérance <0.05MM). By investing in prototype quality, we help clients reduce post-production defects by 18–22% and accelerate time-to-market by 1–2 weeks. Whether you need an appearance prototype for market research or a functional prototype for performance testing, we tailor solutions to your unique needs.

FAQ

  1. Q: How long does it take to produce a CNC machining slow cooker prototype?

UN: Typically 6–8 days. This includes 1–2 days for design finalization, 2–3 days for CNC machining, 1 jour pour le post-traitement, and 1–2 days for assembly and testing.

  1. Q: Can I replace stainless steel with another material for the inner pot?

UN: Ce n'est pas recommandé. Stainless steel is the only material that meets both food safety (Par exemple, FDA, UE 10/2011) et les exigences de résistance à la corrosion. Alternatives like aluminum alloy would require a food-safe coating, which adds cost and risks peeling over time.

  1. Q: What should I do if the prototype’s sealing ring leaks during testing?

UN: D'abord, check the groove dimensions (ensure depth/width match the ring size—tolerance ±0.05mm). If the groove is correct, replace the sealing ring with a slightly thicker one (Par exemple, 1.1mm instead of 1.0mm). Most leakage issues are resolved with these two steps, adding only 1–2 hours to the process.

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