Le Processus de prototype d'humidificateur d'usinage CNC est un flux de travail systématique qui transforme les concepts de conception en prototypes physiques, valider l'authenticité de l'apparence, rationalité structurelle, étanchéité à l'eau, et logique fonctionnelle de base (Par exemple, sortie de brouillard, fonctionnement silencieux). 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: Poser les bases de l'usinage
La préparation préliminaire définit l'orientation de l'ensemble du développement du prototype. Il se concentre sur deux tâches principales: 3D Modélisation & conception structurelle et sélection des matériaux, tous deux adaptés aux besoins uniques des humidificateurs (Par exemple, résistance à l'eau, uniformité du brouillard, léger).
1.1 3D Modélisation & Conception structurelle
Utilisez un logiciel de modélisation 3D professionnel pour créer un modèle prototype détaillé, assurer la rationalité structurelle et la transformabilité pour l'usinage CNC.
- Sélection de logiciels: Donnez la priorité aux outils comme Solide, Et nx, ou Pour / e—ils prennent en charge la conception paramétrique, permettant un ajustement facile des dimensions clés (Par exemple, capacité du réservoir d'eau, taille de sortie de brouillard) et compatibilité avec les logiciels de FAO pour l'usinage.
- Objectif de conception de base:
- Alignement des exigences fonctionnelles: Clarifiez d’abord les spécifications clés pour les humidificateurs de chambre à coucher, se concentrer sur conception silencieuse (bruit du ventilateur ≤35dB) et invites d'éclairage doux; pour modèles industriels, prioriser grand volume d'humidification (≥500 ml/heure) et résistance à la corrosion.
- Apparence & Intégration de la structure interne:
- Forme de la coquille: Adoptez des lignes arrondies (rayon 5–8 mm) pour les modèles domestiques adaptés à la décoration intérieure; utiliser des formes géométriques compactes pour les versions de bureau (taille: généralement 150×150×200mm).
- Disposition interne: Réserver de l'espace pour les composants critiques:
- Réservoir d'eau (capacité: 1–3L pour le ménage, 5–10L pour industriel).
- Dispositif d'atomisation (ultrasonique ou thermique, avec un dégagement de 2 à 3 mm par rapport aux parois du réservoir).
- Ventilateur (positionné pour éviter le reflux de la brume).
- Circuit imprimé (isolé des zones contenant de l'eau avec une barrière étanche de 5 à 8 mm).
- Conception détaillée clé:
- Épaisseur de coquille: 1-3 mm (plastique) ou 2 à 4 mm (métal) pour équilibrer la force et le poids.
- Structures d'assemblage: Ajouter des boucles (pour connexion de coque) et trous de vis M2-M3 (pour composants fixes) avec une tolérance de ±0,1 mm.
- Caractéristiques fonctionnelles: Concevoir des brumisateurs (diamètre 8-12 mm, 2–4 trous pour une pulvérisation uniforme) et les évents (motif de grille, taille du trou 2 à 3 mm pour la prévention de la poussière).
Pourquoi est-ce important? Une barrière étanche manquante entre le circuit imprimé et le réservoir d'eau peut provoquer des courts-circuits, exigeant 30% plus de temps de retouche et une augmentation des coûts de 25%.
1.2 Sélection des matériaux: Faire correspondre les propriétés aux composants
Différentes parties de l'humidificateur nécessitent des matériaux aux caractéristiques spécifiques (Par exemple, résistance à l'eau pour réservoirs, résistance thermique pour chambres d'atomisation). Le tableau ci-dessous compare les options les plus adaptées:
| Composant | Matériel | Propriétés clés | Exigences de traitement | Gamme de coûts (par kg) |
| Coquille (Ménage) | Plastique abs | Faible coût, léger, Facile à machine | Peinture mate en spray (Ra1,6 à Ra3,2); ajouter un revêtement anti-rayures | \(3- )6 |
| Coquille (Industriel) | Alliage en aluminium (6061) | Forte résistance, résistance à la corrosion | Anodisé (noir/argent); erreur de planéité ≤0,02 mm | \(6- )10 |
| Réservoir d'eau | PC/acier inoxydable de qualité alimentaire (304) | Résistant à l'eau, non toxique, durable | PC: Poli jusqu'à la transparence; 304: Finition brossée (Ra0,8 μm) | \(8- )12 |
| Chambre d'atomisation | Plastique PPS | Résistant à la chaleur (jusqu'à 200 ° C), stabilité chimique | Usiné CNC avec une précision de 0,1 mm; pas de bavures en surface | \(10- )15 |
| Bagues d'étanchéité/joints | Caoutchouc en silicone | Étanche, résistant à haute température (-20°C–200°C) | Moulé (pas de CNC); s'insère dans les rainures du réservoir/coque avec une tolérance de ±0,05 mm | \(9- )13 |
Exemple: Le réservoir d'eau utilise un PC de qualité alimentaire pour les humidificateurs domestiques (transparence pour les contrôles de niveau d'eau) et 304 en inox pour modèle industriel (résistance à la corrosion dans des environnements difficiles).
2. Processus d'usinage CNC: De la configuration à la production des composants
La phase d'usinage CNC est au cœur de la création de prototypes. Il suit un flux de travail linéaire: planification du processus → machine & préparation de l'outil → ébauche & finition → inspection & correction.
2.1 Planification des processus
Définir des stratégies d'usinage pour garantir efficacité et précision:
- Sélection d'outils:
| Matériel | Tâche d'usinage | Type d'outil | Caractéristiques |
| Plastique (ABS/PC) | Brouillage | Fraise à bout plat en carbure | Φ6–Φ10 mm, 2–3 dents |
| Plastique (ABS/PC) | Finition | Fraise à nez sphérique en carbure | Φ2 - φ4MM, 4–6 dents |
| Métal (Aluminium/304) | Brouillage | Fraise en acier rapide | Φ8 — φ12mm, 2 dents |
| Métal (Aluminium/304) | Finition | Fraise en bout de carbure | Φ3-F5MM, 4 dents |
- Paramètres de coupe:
| Matériel | Étape d'usinage | Vitesse (RPM) | Taux d'alimentation (mm/dent) | Profondeur de coupe (MM) | Liquide de refroidissement |
| Plastique abs | Brouillage | 300–500 | 0.1–0,2 | 0.5–2 | Air comprimé |
| Plastique abs | Finition | 800–1200 | 0.05–0,1 | 0.1–0,3 | Air comprimé |
| Alliage en aluminium | Brouillage | 800–1200 | 0.15–0,3 | 1–3 | Émulsion |
| Alliage en aluminium | Finition | 1500–2000 | 0.08–0,15 | 0.1–0,2 | Émulsion |
| 304 Acier inoxydable | Brouillage | 500–800 | 0.08–0,15 | 0.3–1 | Émulsion |
| 304 Acier inoxydable | Finition | 1000–1500 | 0.03–0,08 | 0.05–0,1 | Émulsion |
- Séquence d'usinage:
- Brouillage: Supprimer 80 à 90 % de la marge vierge (Par exemple, façonner le contour de la coque).
- Semi-finisse: Réduire la marge restante à 0,1–0,3 mm (Par exemple, affiner les parois intérieures du réservoir).
- Finition: Obtenir les dimensions finales et la qualité de surface (Par exemple, points de vente de brouillard polonais).
2.2 Machine & Préparation des outils
- Sélection des machines:
- Petites pièces (buses de brouillard, boutons): Fraiseuse CNC à trois axes (précision de positionnement ±0,01 mm).
- Grosses pièces (coques de réservoirs industriels): Machine à quatre axes (pour l'usinage de surfaces courbes).
- Configuration de l'outil:
- Installer les outils sur la broche et calibrer avec un régleur d'outils (précision ±0,005 mm).
- Pour les pièces en plastique, utilisez des outils tranchants pour éviter de fondre; pour les pièces métalliques, vérifier l'usure des outils (remplacer si la matité des bords dépasse 0,02 mm).
2.3 Brouillage & Fin de l'exécution
- Conseils d'ébauche:
- Pour coques à parois fines (1–2 mm), utiliser une faible force de coupe (réduire la vitesse d'alimentation de 20%) pour éviter la déformation.
- Pour les réservoirs d'eau, usiner d'abord le contour extérieur, puis la cavité intérieure pour éviter l'effondrement du matériau.
- Mise au point finale:
- Assurez-vous que les sorties de brouillard sont sans bavures (utilisez du papier de verre de 800 à 1 200 mailles pour le polissage manuel).
- Pour réservoirs PC transparents, obtenir une rugosité de surface Ra ≤0,8 μm pour éviter l'adhérence du brouillard.
2.4 Inspection & Correction
- Chèques dimensionnels:
- Utilisez des pieds à coulisse/micromètres pour mesurer les spécifications clés (capacité du réservoir ±5 ml, épaisseur de la coque ±0,1 mm).
- Utilisez une machine à mesurer de coordonnées (Cmm) pour des pièces complexes (Tolérance de la chambre d'atomisation ±0,03 mm).
- Inspection de surface:
- Vérifiez les rayures, puits, ou inégalité (aucun défaut visible sur les surfaces visibles).
- Mesures correctives:
- Écart dimensionnel: Ajuster la compensation de l'outil (Par exemple, augmenter la profondeur de coupe de 0,05 mm si la coque est trop épaisse).
- Mauvaise qualité de surface: Réduire la vitesse d'avance de 10 à 15 % et refaire la finition.
3. Post-traitement & Assemblée: Améliorer la fonctionnalité & 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.
3.1 Post-traitement
- 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, anodiser pour former un film protecteur de 5 à 10 μm.
- Traitement de surface:
- Coquille: Pulvériser de la peinture mate ou brillante (durcir à 60°C pendant 2 heures); logos de marque sérigraphiés et étiquettes d'opération.
- Réservoir d'eau (PC): Appliquer un revêtement antibuée pour éviter la condensation du brouillard sur les parois intérieures.
- Composants métalliques: Galvanoplastie (nickel ou chrome) pour la résistance à la corrosion et l’esthétique.
3.2 Assemblée & Débogage
Suivez un ordre séquentiel pour éviter les retouches:
- Vérification avant assemblage: Vérifiez que toutes les pièces répondent aux spécifications (Par exemple, la taille de la bague d'étanchéité correspond aux rainures du réservoir).
- Installation des composants de base:
- Fixer le dispositif d'atomisation à la base du réservoir (utiliser des joints en silicone pour l'étanchéité).
- Installez le ventilateur et le circuit imprimé (assurer un espace étanche de 5 à 8 mm par rapport aux zones d'eau).
- Coquille & Assemblage de pièces fonctionnelles:
- Enclenchez ou vissez la coque ensemble; fixer les sorties de brume et les boutons (retour du bouton de test: 500–800g de force de pression).
- Débogage fonctionnel:
| Article de test | Outils/Méthodes | Critères de réussite |
| Étanchéité à l'eau | Remplissez le réservoir d'eau jusqu'à 80% de sa capacité totale, s'assurer que le niveau est cohérent de tous les côtés. Placez l'humidificateur à la verticale, position opérationnelle et laissez-le reposer sans être dérangé pendant 24 heures dans un environnement contrôlé avec des niveaux de température et d'humidité stables. Vérifiez tout signe d'accumulation d'humidité ou de gouttes autour des coutures., articulations, et les connexions. | Aucune fuite visible au niveau des coutures, articulations, ou des connexions; aucune accumulation d'humidité sur les surfaces en contact avec l'humidificateur. Le niveau d'eau ne doit pas baisser de plus de 1% en raison de l’évaporation pendant la période de test. |
| Uniformité de la brume | Positionnez un collecteur de brouillard de précision à une distance fixe de 10 cm directement devant la sortie de brouillard. Utilisez un débitmètre de haute précision pour mesurer le débit de brouillard en plusieurs points dans un rayon de 5 cm du centre du flux de brouillard.. Effectuer des mesures à intervalles de 5 secondes pendant une durée totale de 3 minutes. | La variation du débit de brouillard sur tous les points mesurés ne doit pas dépasser 10% de la valeur de sortie moyenne. Il ne devrait y avoir aucune gouttelette d'eau visible tombant du jet de brouillard., indiquant une amende, brume constante. |
| Niveau de bruit | Placez l'humidificateur sur une surface stable, surface plane. Positionner une Classe calibrée 1 sonomètre à une distance de 1 m du centre de l'humidificateur, à la même hauteur que les principaux composants générateurs de bruit (Par exemple, ventilateur, moteur). Mesurez le niveau de bruit pour 5 minutes, enregistrer la moyenne, maximum, et valeurs minimales. | Pour usage domestique, le niveau de bruit moyen ne doit pas dépasser 35 dB(UN) pendant le fonctionnement normal, et le bruit de crête maximum ne doit pas dépasser 40 dB(UN). Pour applications industrielles, le niveau de bruit moyen doit être ≤50dB(UN), avec un bruit de crête maximum de ≤55dB(UN). |
| Volume d'humidification | Utilisez la méthode de perte de poids pour mesurer le volume d'humidification. D'abord, peser l'humidificateur avec un réservoir d'eau plein à l'aide d'une balance de haute précision. Démarrez l'humidificateur et laissez-le fonctionner en continu pendant 1 heure dans des conditions normales de fonctionnement. Après 1 heure, arrêtez l'humidificateur et pesez-le immédiatement à nouveau. Calculer la perte de poids, qui correspond au volume d'eau transformé en brouillard. | La perte de poids mesurée doit répondre aux spécifications de conception avec une tolérance de ± 5 %. Si la conception spécifie un volume d'humidification de, Par exemple, 300ml/heure, la valeur mesurée doit être comprise entre 285 ml et 315 ml par heure. |
4. Cas de candidature: Adaptez les processus pour utiliser des scénarios
4.1 Petits humidificateurs domestiques
- Se concentrer: Personnalisation de l’apparence et expérience utilisateur.
- Ajustements de processus:
- Utilisez du plastique ABS pour les coques; tester 2 à 3 combinaisons de couleurs (Par exemple, blanc, gris clair) par pulvérisation de peinture.
- Optimiser la disposition des boutons (1–2 boutons pour marche/arrêt et niveau de brume) et tester l'ergonomie (facile à appuyer d'une seule main).
- Valeur du prototype: Vérifiez si le design convient aux tables de nuit (taille ≤150×150mm) et si le ventilateur silencieux évite de perturber le sommeil.
4.2 Grands humidificateurs industriels
- Se concentrer: Durabilité et performances dans des conditions difficiles.
- Ajustements de processus:
- Utiliser 304 en inox pour réservoir; coques en aluminium anodisées pour une résistance à la corrosion.
- Buses d'atomisation de précision (tolérance ±0,03 mm) pour assurer une sortie stable en cas d'humidité élevée (≥80 % HR) environnements.
- Valeur du prototype: Effectuer des tests de fonctionnement continu pendant 72 heures; simuler la poussière et les températures élevées (40° C) pour vérifier la fiabilité des composants.
Perspective de la technologie Yigu
À la technologie Yigu, Nous voyons le Processus de prototype d'humidificateur d'usinage CNC en tant que “réducteur de risque”—it identifies design flaws early to avoid mass production failures. Notre équipe priorise deux piliers: précision et praticité. Pour les réservoirs d'eau, we use food-grade materials and strict water-tightness testing (24-immersion heure) Pour assurer la sécurité. For atomization chambers, we achieve ±0.03mm precision to guarantee uniform mist. Nous intégrons également le post-usinage par numérisation 3D pour vérifier la précision dimensionnelle, réduisant les taux de reprise en 25%. By tailoring processes to household or industrial needs, 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 d'apparence ou fonctionnel, we deliver solutions that align with user needs and industry standards.
FAQ
- Q: How long does the entire CNC machining humidifier prototype process take?
UN: Généralement 8 à 12 jours ouvrables. This includes 1–2 days for design, 3–4 jours pour l’usinage, 1–2 jours pour le post-traitement, 1–2 jours pour le montage, et 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?
UN: Non. Ordinary plastic (Par exemple, non-food-grade ABS) may leach chemicals into water, violating safety standards (Par exemple, FDA, UE 10/2011). Food-grade PC is non-toxic, résistant à l'eau, and durable—critical for parts in direct contact with water.
- Q: What causes uneven mist output, et comment y remédier?
UN: Common causes are misaligned atomization devices (clearance >3mm from tank walls) or blocked mist outlets. Correctifs: Re-position the atomization device to ensure 2–3mm clearance; clean outlets with a 0.5mm needle to remove debris. Cela résout 90% of mist uniformity issues in 1–2 hours.