Quel est le processus professionnel de prototype de climatisation d'usinage CNC?

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Le Processus de prototype de climatisation d'usinage CNC est un flux de travail systématique qui transforme les concepts de conception de climatisation en prototypes physiques, valider l'authenticité de l'apparence, rationalité structurelle, efficacité de l'échange thermique, et logique fonctionnelle de base (Par exemple, uniformité du flux d'air, contrôle du bruit). Cet article détaille le processus étape par étape, de la conception préliminaire au débogage final, à l'aide de tableaux basés sur les données., directives pratiques, et des conseils de dépannage pour vous aider à relever les principaux défis et garantir le succès du prototype.

1. Préparation préliminaire: Définir les exigences & Poser les bases du design

La préparation préliminaire définit l'orientation de l'ensemble du développement du prototype. Il se concentre sur deux tâches principales: analyse des besoins & conception conceptuelle et 3D Modélisation & détails structurels, tous deux adaptés aux besoins uniques des différents types de climatisation (Par exemple, structure compacte pour AC murale, flux d'air multidirectionnel pour climatisation centrale).

1.1 Analyse des exigences & Conception conceptuelle

Avant de commencer l'usinage, clarifier les exigences fonctionnelles et d'apparence pour éviter des objectifs de développement mal alignés : cette étape réduit le risque de reprise en 30% en moyenne.

1.1.1 Clarification des exigences fonctionnelles

Différents types de CA ont des priorités fonctionnelles distinctes. Le tableau ci-dessous présente les spécifications clés des modèles courants:

Type CAFocus fonctionnel de baseExemple de spécifications clés
AC muralUnité intérieure compacte, échange thermique efficaceCapacité de refroidissement: 2–3,5 kW; Bruit (unité intérieure): ≤30dB; Épaisseur de l'unité intérieure ≤180 mm
CA verticalGrand débit d'air, base stableCapacité de refroidissement: 3.5–5 kW; Gamme d'alimentation en air: 0°–90° (balançoire haut/bas); Poids de base ≥30kg
Prise secteur centraleFlux d'air multidirectionnel, compatibilitéUniformité du flux d'air: Variation de ±5%; Angle de rotation (gauche / droite): 0°–120°; Résistance à la corrosion des matériaux

1.1.2 Conception du concept d’apparence

Créez des esquisses préliminaires ou des ébauches 3D à l'aide d'outils tels que Sketchup ou Rhinocéros, avec trois considérations clés:

  • Coordination esthétique: Les climatiseurs muraux utilisent des appareils minces, lignes courbes (rayon 8-12 mm) pour s'adapter aux murs de la maison; Les AC verticaux adoptent des formes cylindriques ou rectangulaires pour la décoration du salon.
  • Interaction homme-machine: Placez les écrans et les boutons au niveau des yeux (1.5–1,8 m du sol pour les climatiseurs muraux); utilisez des boutons tactiles ou physiques avec des icônes claires.
  • Adaptation environnementale: Ajouter des filtres à poussière (conception amovible pour un nettoyage facile) et ports de drainage (positionné pour éviter les fuites d'eau); utiliser des matériaux anti-moisissure pour les zones très humides.

1.2 3D Modélisation & Détails structurels

Utilisez un logiciel de CAO professionnel pour traduire les concepts en modèles précis, assurer la transformabilité pour l'usinage CNC.

1.2.1 Sélection de logiciels & Conception structurelle de base

  • Choix de logiciel: Prioriser Solide, Et nx, ou Pour / e—ils prennent en charge la conception paramétrique, permettant un ajustement facile des dimensions (Par exemple, taille de l'évaporateur, largeur du conduit d'air) et compatibilité avec le logiciel CAM.
  • Répartition des composants: Divisez le climatiseur en parties comme boîtier d'unité intérieure/extérieure, Composants des conduits d'air (déflecteurs, volutes), chauffer, supports de moteur, et panneaux de commande pour usinage séparé.
  • Optimisation de la structure clé:
  1. Logement: Déterminer l'épaisseur du matériau (1–3mm pour le plastique, 0.8–1,5 mm pour l'alliage d'aluminium) et structures d'assemblage (s'enclenche, Trous de vis M3-M4 avec tolérance de ±0,1 mm).
  2. Conduits d'air: Pour climatiseurs muraux, optimiser les chemins de circulation de l'air pour réduire les turbulences (Par exemple, volutes courbes avec angle d'expansion de 5° à 10°); pour prises de courant centrales, concevoir des déflecteurs multicouches pour une distribution uniforme de l'air.
  3. Dissipateurs de chaleur: Densité des ailerons de conception (0.5–Espacement de 1 mm) et façonner (ondulé ou à persiennes) Basé sur l'efficacité de l'échange thermique, les ailettes ondulées améliorent la dissipation thermique en 15% par rapport aux ailerons plats.
  4. Caractéristiques détaillées: Ajouter des logos de marque (hauteur de relief 0,8–1 mm), trous pour voyants lumineux (diamètre 3 à 5 mm), et rainures de montage du filtre (profondeur 5–8 mm, tolérance ± 0,05 mm).

2. Sélection des matériaux & Planification des processus: Adaptez les matériaux aux besoins de performance

Le choix des bons matériaux et la définition des stratégies d'usinage sont essentiels à la performance des prototypes.. Cette phase fait suite à un “sélection des matériaux → paramétrage → planification des séquences” flux de travail pour garantir l’efficacité et la précision.

2.1 Sélection des matériaux: Performances d'équilibre, Coût, et traitabilité

Différents composants AC nécessitent des matériaux aux propriétés spécifiques (Par exemple, conductivité thermique pour les dissipateurs thermiques, résistance à la corrosion pour les unités extérieures). Le tableau ci-dessous compare les options appropriées:

ComposantMatériel recommandéPropriétés clésTraitement des avantagesGamme de coûts (par kg)
Boîtier de l'unité intérieurePlastique abs / Mélange PCLéger, résistant à l'impact, transmission à faible bruitFacile à couper; surface lisse pour peindre\(3- )6
Boîtier d'unité extérieureAlliage en aluminium (6061) / Acier inoxydable (304)Résistant à la corrosion, durable, imperméabiliserBon pour l'anodisation; haute résistance pour une utilisation en extérieur\(6- )10 (Aluminium); \(15- )22 (SS)
Composants de conduits d'airPlastique abs / Alliage en aluminiumRigidité élevée, bonne stabilité dimensionnellePlastique: Pas de bavures; Métal: Convient pour l'usinage courbe\(3- )6 (Plastique); \(6- )10 (Métal)
Dissipateurs de chaleurAlliage en aluminium (1050) / CuivreExcellente conductivité thermique (Al: 220 W / m · k; Cu: 401 W / m · k)Usinage rapide; nageoires faciles à former\(5- )8 (Aluminium); \(18- )25 (Cuivre)
Panneaux de contrôleAbs + Mélange PCIsolation, résistance à l'impact, surface lisse pour sérigraphieCompatible avec l'installation de films tactiles\(4- )7

Exemple: Les dissipateurs thermiques AC muraux utilisent un alliage d'aluminium (rentable, léger), tandis que les dissipateurs thermiques centraux haut de gamme utilisent du cuivre (conductivité thermique supérieure) pour une grande capacité de refroidissement.

2.2 Planification des processus: Définir des stratégies d'usinage CNC

Une planification claire des processus garantit un usinage efficace et précis, Réduire le temps de production de 20%.

2.2.1 Sélection d'outils par matériau & Tâche

MatérielTâche d'usinageType d'outilCaractéristiques
Plastique (ABS/PC)BrouillageFraise à bout plat en carbureΦ6–10 mm, 2–3 dents
Plastique (ABS/PC)FinitionFraise à nez sphérique en carbureΦ2–4 mm, 4–6 dents
Alliage en aluminiumBrouillageFraise en bout de carbureΦ4–6 mm, 2 dents
Alliage en aluminiumFinitionFraise en carbure revêtue de TiAlNΦ3–5 mm, 4 dents
Acier inoxydableBrouillageFraise en acier rapideΦ4–8 mm, 2 dents
Acier inoxydableFinitionFraise diamantéeΦ2–4 mm, 4 dents

2.2.2 Réglage des paramètres de coupe

Des paramètres optimisés empêchent la déformation du matériau et garantissent la qualité de la surface:

MatérielÉtape d'usinageVitesse (RPM)Taux d'alimentation (mm/dent)Profondeur de coupe (MM)Liquide de refroidissement
Plastique absBrouillage300–6000.2–0,50.5–2Air comprimé
Plastique absFinition800–15000.1–0,20.1–0,3Air comprimé
Alliage en aluminium (6061)Brouillage1500–25000.1–0,31–3Émulsion
Alliage en aluminium (6061)Finition2500–40000.05–0,10.05–0,1Émulsion
Acier inoxydable (304)Brouillage800–12000.08–0,150.3–1Émulsion
Acier inoxydable (304)Finition1500–20000.03–0,080.03–0,05Émulsion

2.2.3 Séquence d'usinage

Suivez cet ordre pour éviter d'endommager les composants et garantir l'exactitude:

  1. Traitez d'abord les grandes pièces (Par exemple, boîtiers intérieur/extérieur) pour définir la référence de l'assemblage.
  2. Usiner des surfaces courbes complexes (Par exemple, volutes, déflecteurs) en couches (0.5–1mm par couche) pour assurer la précision de la forme.
  3. Finir de petites pièces de précision (Par exemple, supports de moteur, boutons du panneau de commande) dernier pour éviter une collision.

3. Exécution de l'usinage CNC: Transformez les modèles en composants physiques

Cette phase est au cœur de la création d'un prototype, suite à un “machine preparation → roughing → semi-finishing → finishing” flux de travail pour garantir la précision des composants (tolerance ±0.03mm for key parts).

3.1 Préparation des machines & Programmation

  • Sélection des machines:
  • Most parts (logements, chauffer) Utiliser un 3-fraiseuse CNC à axes (précision de positionnement ±0,01 mm).
  • Complex parts like volutes or central AC deflectors require a 5-machine CNC à axes for multi-angle machining.
  • Programmation & Étalonnage:
  1. Importer des modèles 3D dans un logiciel de FAO (Par exemple, Mastercam, Et nx) pour générer des parcours d'outils; set safety planes (5–10 mm au-dessus de la pièce) pour éviter la collision de l'outil.
  2. Matériaux de serrage (assiettes en plastique, blocs d'aluminium) et calibrer le point zéro à l'aide d'un palpeur (précision ±0,005 mm).

3.2 Brouillage & Semi-finisse: Façonner le formulaire de base

  • Brouillage: Retirez 80 à 90 % de l'excédent de matière pour vous rapprocher de la forme de base du composant.. Par exemple:
  • Logement: Fraisez d'abord le contour extérieur, puis creusez la cavité interne (évite l'effondrement du plastique).
  • Dissipateurs de chaleur: Découpez grossièrement la forme de la base, laissant une marge de 0,5 à 1 mm pour l'usinage des ailettes.
  • Semi-finisse: Corrigez les écarts d'ébauche et laissez une marge de 0,1 à 0,2 mm pour la finition.. Les étapes clés comprennent:
  • Lisser les parois intérieures des conduits d’air pour réduire la résistance au flux d’air.
  • Trous de vis pré-percés (90% du diamètre final) pour un taraudage précis plus tard.

3.3 Finition: Atteindre la précision & Qualité de surface

La finition détermine l’apparence et les performances fonctionnelles du prototype. Le tableau ci-dessous présente les exigences pour les composants clés:

ComposantRugosité de surfaceMéthode de traitement
Boîtier de l'unité intérieureRA ≤0,8 μmPolir avec du papier de verre de 800 à 1 200 mailles; supprimer les marques d'outils
Dissipateurs de chaleurRa ≤0,4 μmHigh-speed finishing for fin spacing (0.5–1 mm); deburr fin edges with a wire brush
VolutesRa ≤0.6μm5-axis finishing for curved surfaces; ensure smooth airflow path
Panneau de contrôleRa ≤1,6 μmPolish and clean; prepare for silk-screen or touch-sensitive film
  • Usinage de structures spéciales:
  • Heat sink fins: Use a specialized fin cutter to ensure uniform spacing (±0.05mm variation).
  • AC outlet deflectors: Machine swing shafts with tolerance ±0.02mm to ensure smooth movement.

4. Post-traitement & Assemblée: Améliorer les performances & Esthétique

Le post-traitement supprime les défauts et prépare les composants pour l'assemblage, tandis qu'un assemblage minutieux garantit que le prototype fonctionne comme prévu.

4.1 Post-traitement: Améliorer la durabilité & Apparence

  • Débarquant & Nettoyage:
  • Pièces en plastique: Utilisez une lame pour enlever les bavures; nettoyer avec de l'alcool isopropylique pour éliminer les résidus d'huile.
  • Pièces métalliques: Poncer avec du papier de verre de 400 à 800 mailles; pour l'aluminium, utiliser une brosse métallique pour éliminer l'oxydation.
  • Traitement de surface:
ComposantMéthode de traitementBut
Boîtier de l'unité intérieurePeinture en spray mate/brillante; logos de marque estampés à chaudAméliorer l'esthétique; Empêcher les rayures
Boîtier d'unité extérieureAnodiser (aluminium) or electroplate (acier inoxydable); add anti-UV coatingAméliorer la résistance à la corrosion; withstand outdoor weather
Panneau de contrôleBoutons/icônes sérigraphiés; peinture isolante en aérosolAssurer la visibilité; éviter les fuites électriques
  • Amélioration fonctionnelle:
  • Attach rubber seals to filter mounting grooves (improves air tightness by 20%).
  • Install waterproof membranes on control panels to prevent dust/water ingress.

4.2 Assemblée & Débogage: Valider la fonctionnalité

Suivez un ordre d’assemblage séquentiel pour éviter les retouches, then conduct comprehensive testing:

4.2.1 Séquence d'assemblage

  1. Assemble core components: Mount the evaporator/condenser to the housing → install the fan and motor → attach air duct components.
  2. Add secondary parts: Install the control panel → attach the filter → connect wires (utiliser des tubes thermorétractables pour l'isolation).
  3. Secure structures: Use screws (couple: 1.5–2.0 N·m for M3 screws), s'enclenche, or epoxy glue (for air duct joints).

4.2.2 Débogage fonctionnel

Article de testOutils/MéthodesCritères de passage
Airflow UniformityAnemometer (measured at 1m from the outlet)Variation ≤5% across different points; meets design airflow rate (Par exemple, 300m³/h for wall-mounted AC)
Noise LevelSound level meter (unité intérieure: 1m away; outdoor unit: 3m away)Indoor unit ≤30dB; outdoor unit ≤55dB
Heat Exchange EfficiencyThermomètre (measure inlet/outlet air temperature)Refroidissement: Temperature drop ≥8°C (intérieur); Chauffage: Temperature rise ≥5°C (intérieur)
Water LeakageFill drainage port with water (1L); observe for 30 minutesNo leakage from housing or joints
Swing FunctionProtractor + chronomètreSwing angle meets design specs (Par exemple, 0°–90° for wall-mounted AC); no jitter

5. Cas de candidature: Adaptez les processus aux types de CA

Different AC types require adjusted processes to meet their unique needs.

5.1 Prototype CA mural

  • Se concentrer: Compact structure and silent operation.
  • Ajustements de processus:
  • Use thin aluminum alloy (0.8MM) for the indoor unit housing to reduce thickness (≤180mm).
  • Optimize air duct curvature to reduce turbulence (noise ≤30dB); test filter removal/installation ease.

5.2 Prototype de prise de courant centrale

  • Se concentrer: Multi-directional airflow and corrosion resistance.
  • Ajustements de processus:
  • Utiliser l'acier inoxydable (304) for outdoor-facing parts (résistance à la corrosion); machine deflectors with 5-axis CNC for 0°–120° swing.
  • Test compatibility with central AC main units (airflow matching, installation fit).

Perspective de la technologie Yigu

À la technologie Yigu, Nous voyons le Processus de prototype de climatisation d'usinage CNC en tant que “performance validator”— il identifie les défauts de conception à un stade précoce pour réduire les coûts de production de masse. Notre équipe priorise deux piliers: precision and functionality. For key parts like heat sinks, we use aluminum alloy with 5-axis finishing (fin spacing ±0.05mm) to ensure heat exchange efficiency. For air ducts, we optimize curvature via CFD simulation and CNC machining (Ra ≤0.6μm) to reduce noise. Nous intégrons également le post-usinage par numérisation 3D pour vérifier la précision dimensionnelle (± 0,03 mm), réduisant les taux de reprise en 25%. En se concentrant sur ces détails, nous aidons nos clients à réduire les délais de mise sur le marché de 1 à 2 semaines. Que vous ayez besoin d'un prototype de climatisation murale ou centrale, nous adaptons nos solutions pour répondre aux normes mondiales d'efficacité énergétique et de sécurité.

FAQ

  1. Q: Combien de temps prend l'ensemble du processus de prototype de climatisation d'usinage CNC?

UN: Généralement 12 à 18 jours ouvrables. Cela comprend 2 à 3 jours de préparation (analyse des besoins, modélisation), 4–6 jours pour l'usinage CNC, 2–3 jours pour le post-traitement, 3–4 jours pour le montage, et 1 à 2 jours pour le débogage/les tests.

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