Le Processus de prototype de distributeur d'eau chaude électrique d'usinage CNC est un flux de travail structuré qui transforme les concepts de conception en prototypes physiques, validation de l'apparence, stabilité structurelle, faisabilité du montage, et fonctions principales (Par exemple, chauffage, contrôle de la température, brûlure anti-sèche). Cet article détaille le processus étape par étape, de la préparation préliminaire à la livraison, à l'aide de tableaux basés sur les données., directives pratiques, et des conseils de dépannage pour vous aider à surmonter les principaux défis et garantir le succès du prototype.
1. Préparation préliminaire: Définir des objectifs & Sélectionnez les matériaux
La préparation préliminaire pose les bases de l'ensemble du processus d'usinage. Il se concentre sur la clarification des objectifs du projet et sur le choix des matériaux qui répondent aux besoins uniques du distributeur d’eau chaude électrique. (Par exemple, sécurité alimentaire, résistance à haute température).
1.1 Objectifs du projet
Les principaux objectifs du développement d'un prototype de distributeur d'eau chaude électrique via l'usinage CNC sont:
- Vérifier conception d'apparence (Par exemple, forme de coquille, intégration de fenêtre de niveau d'eau) s'aligne avec l'esthétique de la marque.
- Test rationalité structurelle (Par exemple, durabilité de la coque à paroi mince, stabilité d'installation de la plaque chauffante).
- Confirmer faisabilité du montage (Par exemple, ajustement des composants, espace de câblage, pose de joint).
- Valider praticité fonctionnelle (Par exemple, vitesse de chauffage, précision du contrôle de la température, réponse anti-brûlure à sec, performances étanches).
Pourquoi ces objectifs sont-ils essentiels? Ignorer l'alignement des objectifs peut conduire à un usinage mal orienté, par exemple, donner la priorité à l’apparence plutôt qu’à la sécurité anti-combustion à sec, ce qui nécessite 40 à 50 % de temps et de coûts de retouche en plus.
1.2 Sélection des matériaux: Faire correspondre les propriétés aux composants
Différentes parties du distributeur d’eau chaude électrique nécessitent des matériaux aux caractéristiques spécifiques. Le tableau ci-dessous compare les options les plus adaptées, ainsi que leurs utilisations et exigences de traitement:
| Composant | Matériel | Propriétés clés | Exigences de traitement | Gamme de coûts (par kg) |
| Coque du corps | Alliage en aluminium (6061/6063) | Léger, Facile à machine, résistant à la corrosion | Anodisé (noir mat/argent), surface sablée (Ra1,6 ~ Ra3,2) | \(6- )10 |
| Réservoir d'eau de revêtement | 304 Acier inoxydable | Qualité alimentaire, résistant aux hautes températures/à la corrosion | Polissage miroir (Ra≤0,2 μm), épaisseur 1,0 ~ 1,5 mm | \(15- )22 |
| Plaque chauffante | Laiton/Aluminium (Plaqué) | Haute conductivité thermique, anti-oxydation | Nickelage superficiel, spécifications de conception correspondant à la densité de puissance | \(12- )18 |
| Fenêtre transparente de niveau d'eau | Panneau acrylique/PC | Transparence élevée, résistant à la température (-20°C~120°C) | Chanfrein de polissage des bords (R1~R2mm), revêtement anti-buée | \(8- )12 |
| Composants électriques | Nylon/POM | Isolé, ignifuge, résistant à l'arc | Utilisé pour les supports, panneaux de bouton; pas de bords tranchants | \(4- )7 |
| Bague d'étanchéité | Silicone | Étanche, étanche, résistant aux hautes températures (-20°C~200°C) | Joint la jonction réservoir-couvercle; moulé (non usiné CNC) | \(9- )13 |
| Élément de contrôle de la température | Substrat en aluminium + Thermostat CTP | Grande précision, brûlure anti-sèche | Installation embarquée, précision ±1°C | \(10- )15 |
Exemple: Le réservoir d'eau de revêtement usages 304 acier inoxydable pour répondre aux normes de sécurité alimentaire de la FDA, tandis que le plaque chauffante choisit le laiton pour sa conductivité thermique supérieure, réduisant ainsi le temps de chauffage de 20% par rapport à l'aluminium ordinaire.
2. Processus d'usinage CNC: De la programmation à la production de composants
La phase d'usinage CNC est au cœur de la création de prototypes. Il suit un flux de travail linéaire: programmation & planification du processus → usinage des composants clés → traitement de surface.
2.1 Programmation & Planification des processus
Une programmation précise garantit que les composants correspondent aux spécifications de conception. Utiliser le logiciel CAM (Par exemple, Mastercam, Moulin électrique) pour générer des parcours d'outils et définir des paramètres:
- 3Fractionnement du modèle D: Divisez le prototype en parties indépendantes (coquille, doublure, base, support de plaque chauffante) pour une programmation séparée.
- Réglage des paramètres de coupe:
| Étape d'usinage | Type d'outil | Vitesse (RPM) | Alimentation (mm / min) | Profondeur de coupe (MM) |
| Brouillage | Couteau plat grand diamètre (φ12~φ20mm) | 8000~12 000 | 2000~3000 | 1~2 |
| Finition | Couteau à tête sphérique de petit diamètre (Φ4 ~ Φ6mm) | 15000~20 000 | 800~1200 | 0.1~0,2 |
| Forage de trous | Foret (Φ2 ~ Φ8MM) + Robinet (M3~M6) | 5000~8000 | 500~1000 | N / A (percer en profondeur) |
- Processus spéciaux:
- Polissage miroir de doublure: Premier ébauche avec une meuleuse CNC, puis polir à la main à Ra≤0,2 μm (assure un nettoyage facile et aucun résidu d’eau).
- Rainure de la plaque chauffante: Utilisez l'usinage de liaison à cinq axes pour les surfaces courbes complexes (tolérance ± 0,05 mm) pour assurer un ajustement serré avec la doublure.
2.2 Conseils d'usinage des composants clés
Chaque composant nécessite des stratégies adaptées pour éviter les défauts:
- Coque du corps (Paroi mince <2MM): Ajouter des nervures de processus temporaires pendant l'usinage (post-production supprimée) pour éviter la déformation; utiliser une coupe symétrique pour réduire les contraintes internes.
- Réservoir d'eau de revêtement: Assurez-vous que la surface inférieure (contact avec la plaque chauffante) a une planéité ≤0,05 mm (maximise l’efficacité du transfert de chaleur); réserver un espace de dilatation thermique de 0,1 à 0,2 mm autour de la rainure de la plaque chauffante.
- Fenêtre transparente de niveau d'eau: Chanfreiner et polir les bords après le perçage; fixez des bandes de caoutchouc antidérapantes pour éviter les rayures lors du montage et de l'utilisation.
3. Processus d'assemblage: Construire & Fonctionnalité de test
L'assemblage transforme les composants usinés en un prototype fonctionnel. Suivez un flux de travail séquentiel pour garantir l’exactitude et la sécurité.
3.1 Assemblage étape par étape
- Pré-installation des composants de base:
- Intégrer le plaque chauffante + Thermostat CTP dans le fond de la doublure; tester l'isolation des fils chauffants avec un test haute tension de 1 000 V (la résistance d'isolement ≥100MΩ est qualifiée).
- Montez le capteur de niveau d'eau (type flottant ou capacitif) du côté de la doublure; cacher le câblage à l’intérieur du corps pour éviter les interférences.
- Assemblage du boîtier:
- Fixez la coque avec des boucles + vis; installer le panneau de commande, voyants lumineux, et des boutons (aligner avec les trous pré-usinés).
- Fixez la fenêtre transparente du niveau d'eau avec du mastic silicone (guérir 24 heures) pour assurer l'étanchéité.
- Connexions électriques:
- Connectez le circuit imprimé à la plaque chauffante, thermostat, et écran d'affichage; protéger les fils avec des manchons isolants (Distance ≥3 mm de la coque pour répondre aux normes de sécurité).
3.2 Liste de contrôle des tests fonctionnels
Valider les performances du prototype avec des tests ciblés:
| Catégorie de test | Outils/Méthodes | Critères de passage |
| Performances de chauffage | Thermomètre, chronomètre | Chauffe 1 L d'eau de 25°C à 95°C en ≤5 minutes |
| Précision du contrôle de la température | Thermomètre numérique | Erreur de température réelle ≤±2°C (Par exemple, 85°C réglé → 83°C~87°C réel) |
| Protection contre les brûlures à sec | Compteur de puissance, essai en réservoir vide | Coupe automatiquement l'alimentation en ≤ 10 secondes lorsque le réservoir est vide |
| Essai d'étanchéité | Remplissage d'eau, réservoir inversé | Aucune fuite après avoir inversé un réservoir plein pendant 12 heures |
| Interaction homme-machine | Testeur tactile, brightness meter | Réponse tactile <0.5s; display brightness uniform; le voyant d'alarme se déclenche correctement (Par exemple, low water) |
4. Contrôle de qualité & Livraison
Strict quality control ensures the prototype meets standards, while clear delivery terms streamline project handover.
4.1 Normes de contrôle de la qualité
| Article de test | Outils | Normes |
| Précision dimensionnelle | Coordonner la machine à mesurer (Cmm) | Dimensions critiques: ± 0,05 mm; Dimensions non critiques: ± 0,1 mm |
| Inspection visuelle | 10x Loupe, Contrôle visuel | Pas de rayures, puits, ou aberration chromatique; edge chamfering uniform |
| Vérification de l'assemblage | Torque Wrench | Screw torque meets specs (Par exemple, Vis M3: 10~12N·m) |
| Electrical Safety | Insulation Resistance Tester | Insulation resistance ≥100MΩ; résiste au test de tension de 1000 V |
4.2 Détails de livraison
| Article | Description |
| Livrables | 1 prototype entièrement assemblé, 2 bagues d'étanchéité de rechange, 1 rapport d'essai (avec courbes de chauffe/données de fuite), 1 vidéo d'opération |
| Cycle de traitement | 10~15 jours ouvrés (comprend la préparation du matériel, usinage, traitement de surface, assemblée, essai) |
| Coût de référence | \(1,200~ )2,200 (varie en fonction de la complexité des matériaux et des exigences du processus) |
Perspective de la technologie Yigu
À la technologie Yigu, Nous voyons le Processus de prototype de distributeur d'eau chaude électrique d'usinage CNC en tant que “validateur de sécurité”— il identifie les défauts de conception à un stade précoce pour éviter les risques de production de masse. Notre équipe priorise deux piliers: précision et sécurité. Pour les doublures, Nous utilisons 304 acier inoxydable avec polissage miroir (Ra≤0,2 μm) pour répondre aux normes alimentaires mondiales. Pour les systèmes de chauffage, we reserve 0.1~0.2mm thermal expansion gaps to prevent high-temperature deformation. 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, we help clients reduce time-to-market by 1~2 weeks. Que vous ayez besoin d'un prototype d'apparence ou fonctionnel, we tailor solutions to meet electrical safety standards (Par exemple, CEI 60335).
FAQ
- Q: How long does the entire CNC machining electric hot water dispenser prototype process take?
UN: Typically 10~15 working days. This includes 1~2 days for preparation, 3~4 days for machining, 1~2 days for surface treatment, 2~3 days for assembly, and 1~2 days for testing/quality control.
- Q: Puis-je remplacer 304 stainless steel with aluminum alloy for the liner water tank?
UN: Non. Aluminum alloy is not food-safe for direct water contact (may leach metals into hot water) and lacks 304 stainless steel’s corrosion resistance. Using aluminum alloy would fail FDA/EC 1935 standards and require full prototype rework.
- Q: What causes slow heating, et comment y remédier?
UN: Common causes are poor contact between the heating plate and liner (platitude >0.05MM) or low heating plate power density. Correctifs: Re-polish the liner bottom to flatness ≤0.05mm; replace the heating plate with one that matches design power density (Par exemple, 1500W for 1L tanks). This resolves slow heating in 1~2 hours.