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 CA | Focus fonctionnel de base | Exemple de spécifications clés |
AC mural | Unité intérieure compacte, échange thermique efficace | Capacité de refroidissement: 2–3,5 kW; Bruit (unité intérieure): ≤30dB; Épaisseur de l'unité intérieure ≤180 mm |
CA vertical | Grand débit d'air, base stable | Capacité de refroidissement: 3.5–5 kW; Gamme d'alimentation en air: 0°–90° (balançoire haut/bas); Poids de base ≥30kg |
Prise secteur centrale | Flux d'air multidirectionnel, compatibilité | Uniformité 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:
- 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).
- 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.
- 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.
- 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:
Composant | Matériel recommandé | Propriétés clés | Traitement des avantages | Gamme de coûts (par kg) |
Boîtier de l'unité intérieure | Plastique abs / Mélange PC | Léger, résistant à l'impact, transmission à faible bruit | Facile à couper; surface lisse pour peindre | \(3- )6 |
Boîtier d'unité extérieure | Alliage en aluminium (6061) / Acier inoxydable (304) | Résistant à la corrosion, durable, imperméabiliser | Bon pour l'anodisation; haute résistance pour une utilisation en extérieur | \(6- )10 (Aluminium); \(15- )22 (SS) |
Composants de conduits d'air | Plastique abs / Alliage en aluminium | Rigidité élevée, bonne stabilité dimensionnelle | Plastique: Pas de bavures; Métal: Convient pour l'usinage courbe | \(3- )6 (Plastique); \(6- )10 (Métal) |
Dissipateurs de chaleur | Alliage en aluminium (1050) / Cuivre | Excellente 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 contrôle | Abs + Mélange PC | Isolation, résistance à l'impact, surface lisse pour sérigraphie | Compatible 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
Matériel | Tâche d'usinage | Type d'outil | Caractéristiques |
Plastique (ABS/PC) | Brouillage | Fraise à bout plat en carbure | Φ6–10 mm, 2–3 dents |
Plastique (ABS/PC) | Finition | Fraise à nez sphérique en carbure | Φ2–4 mm, 4–6 dents |
Alliage en aluminium | Brouillage | Fraise en bout de carbure | Φ4–6 mm, 2 dents |
Alliage en aluminium | Finition | Fraise en carbure revêtue de TiAlN | Φ3–5 mm, 4 dents |
Acier inoxydable | Brouillage | Fraise en acier rapide | Φ4–8 mm, 2 dents |
Acier inoxydable | Finition | Fraise diamantée | Φ2–4 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:
Matériel | Étape d'usinage | Vitesse (RPM) | Taux d'alimentation (mm/dent) | Profondeur de coupe (MM) | Liquide de refroidissement |
Plastique abs | Brouillage | 300–600 | 0.2–0,5 | 0.5–2 | Air comprimé |
Plastique abs | Finition | 800–1500 | 0.1–0,2 | 0.1–0,3 | Air comprimé |
Alliage en aluminium (6061) | Brouillage | 1500–2500 | 0.1–0,3 | 1–3 | Émulsion |
Alliage en aluminium (6061) | Finition | 2500–4000 | 0.05–0,1 | 0.05–0,1 | Émulsion |
Acier inoxydable (304) | Brouillage | 800–1200 | 0.08–0,15 | 0.3–1 | Émulsion |
Acier inoxydable (304) | Finition | 1500–2000 | 0.03–0,08 | 0.03–0,05 | Émulsion |
2.2.3 Séquence d'usinage
Suivez cet ordre pour éviter d'endommager les composants et garantir l'exactitude:
- Traitez d'abord les grandes pièces (Par exemple, boîtiers intérieur/extérieur) pour définir la référence de l'assemblage.
- Usiner des surfaces courbes complexes (Par exemple, volutes, déflecteurs) en couches (0.5–1mm par couche) pour assurer la précision de la forme.
- 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:
- 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.
- 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:
Composant | Rugosité de surface | Méthode de traitement |
Boîtier de l'unité intérieure | RA ≤0,8 μm | Polir avec du papier de verre de 800 à 1 200 mailles; supprimer les marques d'outils |
Dissipateurs de chaleur | Ra ≤0,4 μm | High-speed finishing for fin spacing (0.5–1 mm); deburr fin edges with a wire brush |
Volutes | Ra ≤0.6μm | 5-axis finishing for curved surfaces; ensure smooth airflow path |
Panneau de contrôle | Ra ≤1,6 μm | Polish 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:
Composant | Méthode de traitement | But |
Boîtier de l'unité intérieure | Peinture en spray mate/brillante; logos de marque estampés à chaud | Améliorer l'esthétique; Empêcher les rayures |
Boîtier d'unité extérieure | Anodiser (aluminium) or electroplate (acier inoxydable); add anti-UV coating | Améliorer la résistance à la corrosion; withstand outdoor weather |
Panneau de contrôle | Boutons/icônes sérigraphiés; peinture isolante en aérosol | Assurer 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
- Assemble core components: Mount the evaporator/condenser to the housing → install the fan and motor → attach air duct components.
- Add secondary parts: Install the control panel → attach the filter → connect wires (utiliser des tubes thermorétractables pour l'isolation).
- 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 test | Outils/Méthodes | Critères de passage |
Airflow Uniformity | Anemometer (measured at 1m from the outlet) | Variation ≤5% across different points; meets design airflow rate (Par exemple, 300m³/h for wall-mounted AC) |
Noise Level | Sound level meter (unité intérieure: 1m away; outdoor unit: 3m away) | Indoor unit ≤30dB; outdoor unit ≤55dB |
Heat Exchange Efficiency | Thermomètre (measure inlet/outlet air temperature) | Refroidissement: Temperature drop ≥8°C (intérieur); Chauffage: Temperature rise ≥5°C (intérieur) |
Water Leakage | Fill drainage port with water (1L); observe for 30 minutes | No leakage from housing or joints |
Swing Function | Protractor + chronomètre | Swing 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
- 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.