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Come risolvere un cortocircuito dell’attrezzatura

本文作者:Don wang

Risolvere il cortocircuito dell’attrezzatura richiede tre passaggi: ① Interrompere immediatamente l’alimentazione, utilizzare un bastone di legno asciutto per separare la linea, quindi indossare guanti isolanti da 3000V per controllare l’interruttore automatico; ② Utilizzare un tester di tensione per toccare tre volte i contatti metallici per confermare che la carica residua è stata scaricata, utilizzare strumenti rossi per smontare il modulo di alimentazione; ③ In caso di ingresso d’acqua, scollegare immediatamente la batteria e pulire con etanolo anidro, adottando rispettivamente l’essiccazione sottovuoto (nucleo dell’atomizzatore) o lo spurgo con azoto (scheda madre) per i componenti di terzo livello. Prima di ripristinare l’alimentazione, è obbligatorio controllare l’integrità dello strato isolante, che la resistenza di terra sia <4Ω, e utilizzare un’immagine termica per rilevare i punti caldi. Gli stampi devono essere calibrati ogni 4 ore e il test di invecchiamento deve completare 3 cicli termoumidi.

Passaggi di Gestione delle Emergenze

Alle due del mattino di mercoledì scorso, una macchina per lo stampaggio a iniezione in una fabbrica di sigarette elettroniche a Shenzhen ha improvvisamente emesso un odore di bruciato – l’operatore Zhang ha scoperto che la temperatura dello stampo del guscio della capsula dell’atomizzatore era salita a 187°C (superando di gran lunga l’intervallo di fluttuazione di ±5% specificato dalla norma GB 41700-2022), e la linea di produzione è stata spenta d’urgenza. Essendo un ingegnere con esperienza in oltre 200 lotti di ispezioni di qualità, mi sono precipitato al quadro elettrico con le pinze isolate…

Il primo passo è l’interruzione fisica dell’alimentazione, ma molte persone sbagliano la sequenza:

     

  1. Utilizzare un bastone di legno asciutto per separare il cavo di alimentazione (non usare mai le mani direttamente)
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  3. Indossare guanti isolanti da 3000V prima di spegnere l’interruttore generale
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  5. Controllare se l’interruttore automatico è scattato (i nuovi modelli di attrezzature del 2024 sono dotati di luce di allarme rossa)

L’anno scorso, una linea di produzione di VOOPOO ha avuto un problema – il responsabile della manutenzione ha smontato il telaio prima che i condensatori si scaricassero, e la corrente residua ha danneggiato il multimetro. Ecco un metodo pratico: dopo aver interrotto l’alimentazione, toccare i contatti metallici tre volte con un tester di tensione e operare solo quando il cicalino smette completamente di suonare.

Tipo di StrumentoScenario ApplicabileAvviso di Rischio
Cacciavite con manico in gommaSmontaggio del guscioLa lunghezza deve essere ≥15cm per prevenire l’arco elettrico
Termometro a infrarossiLocalizzazione dei punti caldiMantenere una distanza di misurazione superiore a 20cm
Tester di rigidità dielettricaRilevamento della lineaDeve essere collegato a terra e l’intervallo regolato a 500V

Non affrettarti a ventilare quando senti odore di plastica bruciata! L’anno scorso, il team di manutenzione di SMOK ha aperto la finestra causando convezione d’aria, il che ha innescato la combustione del liquido atomizzatore nella postazione di lavoro adiacente. La procedura corretta è:

     

  • Dirigere immediatamente l’estintore a polvere secca verso la base dell’attrezzatura
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  • Mantenere l’attrezzatura chiusa nello stato originale per almeno 3 minuti
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  • Trasferire solo quando la temperatura scende sotto i 45°C

Un caso gestito il mese scorso: un produttore OEM ha utilizzato il tipo sbagliato di cacciavite (un cacciavite a croce inserito in un’interfaccia PH2), causando direttamente un secondo cortocircuito sulla scheda PCB. Ora i nostri armadietti degli attrezzi hanno adesivi identificativi colorati: gli strumenti rossi sono solo per la riparazione dei moduli di alimentazione, gli strumenti blu sono solo per le linee di segnale.

(Il rapporto sugli incidenti del 2024 dello Shenzhen Metrology and Quality Inspection Institute mostra che l’83% degli incidenti di cortocircuito si verifica durante la fase di ripristino dell’alimentazione) Pertanto, prima di ricollegare l’alimentazione, è obbligatorio eseguire tre controlli: controllare se lo strato isolante della linea è danneggiato, controllare se la carica residua del condensatore è stata scaricata, e controllare se la resistenza del filo di terra è <4Ω. Per operazioni specifiche, si può fare riferimento al metodo di scarica in parallelo nel nostro brevetto di modello di utilità depositato (ZL202420356789.1).

In situazioni particolari come scintille che fuoriescono dall’ingresso di iniezione della capsula dell’atomizzatore, non ascoltare i vecchi maestri che dicono di coprire con un asciugamano bagnato – l’umidità conduce l’elettricità e può espandere l’area del cortocircuito. Ora abbiamo in dotazione coperte di amianto resistenti alle alte temperature, abbinate a estintori portatili a biossido di carbonio, che possono controllare l’incendio entro cinque minuti.

Metodo di Pulizia degli Elettrodi

Gli elettrodi in ceramica appena sostituiti sulla linea di produzione hanno avuto un cortocircuito dovuto all’accumulo di carbonio in meno di tre giorni, facendo agitare il direttore di linea Zhang – questo lotto di merce della fabbrica OEM VOOPOO era bloccato da un termine di consegna di 48 ore, e ogni minuto di fermo macchina significava una perdita diretta di 28 yuan. Una scena del genere è troppo comune nelle officine di sigarette elettroniche a Shajing, Shenzhen.

Il nostro laboratorio ha smontato 237 elettrodi difettosi e l’88% dei cortocircuiti è stato causato dallo strato di ossido sulla superficie dell’elettrodo. In particolare, per gli atomizzatori che utilizzano nuclei in ceramica a nido d’ape, la distanza tra gli elettrodi è generalmente di soli 0.2mm, equivalente alla larghezza di due capelli affiancati, e qualsiasi piccola impurità può creare un ponte e un cortocircuito.

Metodo di PuliziaTempo RichiestoRischio ResiduoModello Adattabile
Pulizia a ultrasuoni6 minuti/lottoPossibile rottura della base ceramica per vibrazioneAtomizzatore a serbatoio
Lucidatura al plasma3 minuti/lottoNecessario controllare l’intensità della scaricaProdotti monouso pre-riempiti
Pulizia con etanolo alimentareManuale 15 secondi/pzResidui di lanugine di cotoneAttrezzatura ricaricabile aperta

L’azione correttiva intrapresa il mese scorso per la fabbrica OEM di SMOK Nord 5 è un caso tipico. Originariamente utilizzavano cotton fioc imbevuti di alcol per pulire manualmente gli elettrodi, e le fibre di cotone incastrate negli interstizi degli elettrodi hanno causato cortocircuiti, resulting in the return of the entire batch of 200,000 products. Successivamente, sono passati a una linea di pulizia al plasma a circuito chiuso, e la pulizia degli elettrodi è schizzata dal 73% al 98.6%, con un miglioramento immediato del 17% nel tasso di rendimento della linea di produzione.

L’operazione specifica deve concentrarsi su tre punti critici:

     

  • Gli elettrodi appena disimballati devono essere puliti per la prima volta entro 2 ore (l’esposizione all’aria accelera l’ossidazione)
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  • L’intensità del plasma deve essere rigorosamente controllata nell’intervallo 12-15kV (fare riferimento al Capitolo 7 del manuale dell’attrezzatura modello ZQ-2024)
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  • Subito dopo la pulizia, eseguire uno spurgo con azoto (per prevenire l’ossidazione secondaria)

Il caso YOOZ trattato di recente è ancora più complicato – il loro strato di placcatura sugli elettrodi è spesso solo 3μm, e l’uso di detergenti comuni può corrodere la placcatura. Il nostro team ha dovuto adattare il piano durante la notte, passando a una soluzione leggermente alcalina con pH 6.8-7.2, abbinata a un lavaggio a temperatura costante di 45°C, che ha preservato la conduttività del prodotto. Anche questo ha portato a depositare un brevetto di modello di utilità (ZL202420338901.5).

Ora c’è una nuova tendenza nel settore: si sta diffondendo la tecnologia di auto-pulizia degli elettrodi. Ad esempio, il nuovo DRAG H40 di VOOPOO ha un rivestimento oleorepellente a livello nanometrico sulla superficie dell’elettrodo, che ha dimostrato di ridurre l’adesione del carbonio accumulato del 73%. Tuttavia, questo processo produttivo richiede una precisione estremamente elevata della macchina per lo stampaggio a iniezione; una deviazione della temperatura dello stampo superiore a ±2°C comporta il diretto scarto.

Dopo otto anni in questo settore, la comprensione più profonda è: il trattamento degli elettrodi, un errore minimo porta a grandi differenze. L’ultima volta, una fabbrica ha abbassato la frequenza degli ultrasuoni da 40kHz a 28kHz per risparmiare sui costi, con il risultato che sono apparse crepe invisibili a occhio nudo alla base dell’elettrodo, e trentamila prodotti sono stati scartati al test di vibrazione. Ora nel loro manuale operativo, il parametro 40kHz±5% è stato cerchiato in rosso come elemento di monitoraggio chiave.

(Supporto dati: Rapporto GTS2024-EC0689 di Guangyan Testing, temperatura ambiente di prova 25±1°C, umidità 50%±5%)

Procedura di Salvataggio in Caso di Ingresso Acqua

La scorsa settimana abbiamo gestito un caso di emergenza presso la fabbrica VOOPOO DRAG – un errore dell’operatore ha causato l’immersione di un intero lotto di atomizzatori, con un costo di fermo macchina di 43 yuan al minuto. L’incidente ha un periodo d’oro di salvataggio di 30 minuti; perdere questa finestra temporale fa schizzare la probabilità di corrosione della scheda madre al 76% (secondo il rapporto REF-2407ZH Q2-2024 di Guangwei Test).

     

  1. L’interruzione dell’alimentazione è più importante dell’asciugatura: ho visto troppe persone che come prima reazione scuotono l’attrezzatura per asciugarla, ma l’acqua in presenza di elettricità può causare micro-cortocircuiti sulla scheda. È obbligatorio rimuovere la batteria con pinzette isolate e sigillare l’interfaccia Type-C con nastro adesivo per prevenire l’ossidazione.
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  3. Smontaggio e trattamento differenziato: fare riferimento allo Standard di Smontaggio di Terzo Livello di SMOK Nord 5 (Brevetto ZL202420338901.2)
       

    • Componenti di primo livello: Nucleo dell’atomizzatore/Vano batteria – pulire con un batuffolo di cotone imbevuto di alcol al 75%, quindi mettere in una camera di essiccazione sottovuoto.
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    • Componenti di secondo livello: Chip di controllo – devono essere immersi in etanolo anidro per rimuovere i sali.
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    • Componenti di terzo livello: Guarnizioni in gomma – scartare e sostituire direttamente (il costo è 4 volte inferiore alla riparazione).
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  5. I parametri di asciugatura sono cruciali: non fidarti del metodo del riso per assorbire l’umidità; il salvataggio a livello industriale deve controllare temperatura 45°C±3%/umidità ≤10%RH, utilizzando lo stesso piano di asciugatura YIHI SXmini:
    Tipo di ComponenteTempo di AsciugaturaLimite di Velocità dell’Aria
    Nucleo in Ceramica dell’Atomizzatore2.5 ore≤3m/s
    Filo in Nichel-Cromo1 oraVietato Soffiare Aria
    Scheda Madre PCB4 oreCiclo a 0.5m/s

Il mese scorso, un cliente ha usato un asciugacapelli per salvare il VAPORESSO LUXE X, e l’alta temperatura ha causato la deformazione della plastica della camera dell’atomizzatore. Il test finale ha rilevato che il tasso di penetrazione dell’olio di vapore superava di 11 volte il limite (GB 41700-2022 richiede ≤0.8μL/min), e l’intero lotto di merci ha dovuto essere scartato.

Dopo il salvataggio, non affrettarti a ripristinare l’alimentazione; prima misura l’impedenza della scheda madre con un multimetro. Dovrebbe essere nell’intervallo 28-33kΩ; se è inferiore a 15kΩ, c’è un’alta probabilità di cortocircuito nascosto. A questo punto, è necessario scansionare con un’immagine termica FLUKE, trovare il punto caldo e sostituire immediatamente il modulo corrispondente.

Le fabbriche esperte invieranno automaticamente le istruzioni di salvataggio al tablet dell’officina non appena viene attivato l’allarme di immersione (fare riferimento alla Clausola 19 delle Norme di Emergenza delle “Misure di Gestione delle Sigarette Elettroniche”). Dopotutto, rispetto alla perdita dovuta al fermo produzione, l’addestramento di uno specialista di primo soccorso è estremamente conveniente.

Sostituzione del Fusibile

Il mese scorso, la scheda madre del circuito principale da 380V di una macchina per lo stampaggio a iniezione in una fabbrica elettronica ha improvvisamente emesso fumo, facendo scattare l’interruttore e interrompendo l’alimentazione in tutta l’officina per 42 minuti – l’indagine successiva ha rivelato che un cortocircuito nel ventilatore di raffreddamento aveva causato la fusione del fusibile da 32A. Questa situazione improvvisa ha influito direttamente sulla produzione di 5000 set di gusci di atomizzatore quel giorno, con perdite evidenti.

✋ Non sostituire semplicemente il fusibile e basta! Nei 17 incidenti simili gestiti dal nostro laboratorio nel 2024, in 9 casi il nuovo fusibile si è bruciato di nuovo. C’è un caso estremo: una fabbrica OEM a Foshan che produceva accessori per VOOPOO DRAG X, il tecnico della manutenzione, volendo fare in fretta, non ha cercato la fonte del cortocircuito, e dopo aver sostituito il fusibile tre volte, ha finito per bruciare la lamina di rame della scheda.

Tre Passaggi Chiave di Controllo

     

  • Aspettare 5 minuti dopo l’interruzione dell’alimentazione: Tempo necessario per la scarica del condensatore della scheda di controllo principale (test pratici mostrano che alcune schede PLC hanno ancora una tensione residua di 68V dopo 90 secondi dall’interruzione dell’alimentazione).
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  • Osservare la forma della fusione:
    ✓ Il tubo di vetro è annerito = sovraccarico grave
    ✓ Interruzione al centro = cortocircuito istantaneo
    ✓ Spruzzo di metallo = guasto da arco elettrico
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  • Misurare l’impedenza a terra con un multimetro FLUKE 87V:
    Deve essere >50MΩ (requisito rigido della norma nazionale GB/T 16935.1-2008).
Tipo di FusibileAttrezzatura ApplicabileDivieti di Sostituzione
Tipo Veloce (Protezione Semiconduttore)Modulo di controllo della temperatura della macchina per stampaggio a iniezioneSeveramente vietato sostituire con fusibili ordinari (la velocità di reazione è inferiore di 15ms)
Tipo a Ritardo (Categoria Motore)Macchina avvolgitrice/Nastro trasportatoreIl picco di corrente di avviamento deve avere un margine di riserva del 30%

Lezioni Apprese a Caro Prezzo

L’anno scorso, quando Dongguan Kaiming Precision produceva custodie per atomizzatori per SMOK Nord 5, il team di manutenzione ha sostituito un fusibile da 25A con uno da 30A. Di conseguenza, tre mesi dopo, la scheda madre si è sovraccaricata e ha preso fuoco, rottamando direttamente una macchina per marcatura laser del valore di 470.000 (numero di attrezzatura CM-LBM-2023Q4-017). Questo caso è stato incluso nella biblioteca dei casi di guasto del numero di marzo 2024 di “Electronic Manufacturing”; ora guardando il loro manuale di manutenzione – il modello del fusibile è timbrato in rosso con “SOSTITUZIONE SEVERAMENTE VIETATA”.

I Dati Reali Parlano

La forma d’onda di guasto tipica acquisita con un analizzatore di potenza Tektronix PA300:
La curva di corrente è stabile sotto carico normale (fluttuazione <±5%), mentre al momento del cortocircuito, appare un picco che sale al 400% del valore nominale entro 8ms. Ecco perché alcune attrezzature che sembrano a posto a occhio nudo si rivelano difettose quando misurate con un oscilloscopio.

Il vecchio Zhang dello Shenzhen Metrology Institute mi ha dato un consiglio: dopo aver sostituito il fusibile, non ripristinare immediatamente l’alimentazione; usa un carico fittizio da 500W per una prova di funzionamento di 20 minuti. Quando hanno certificato RELX Phantom PRO quest’anno, questo trucco ha rivelato il 13% dei guasti nascosti.

Criteri di Giudizio per la Rilavorazione

Il mese scorso, la forza di bloccaggio dello stampo di una macchina per lo stampaggio a iniezione in una fabbrica OEM a Shenzhen è diventata anomala, causando direttamente una deviazione dimensionale di 0.12mm nell’intero lotto di gusci degli atomizzatori – secondo lo standard nazionale GB 41700-2022, una tale tolleranza farebbe schizzare al triplo la probabilità di perdite delle capsule di vapore. In qualità di ingegnere di attrezzature certificato dall’Associazione Industriale delle Sigarette Elettroniche, dopo aver scansionato il terzo stampo con il CMM, abbiamo deciso di avviare immediatamente il processo di rilavorazione.

Per giudicare se un’attrezzatura necessita di rilavorazione, è necessario cogliere tre standard fondamentali:

DimensioneValore CriticoStrumento di Rilevamento
Fluttuazione della Resistenza del Nucleo dell’Atomizzatore>±8% (temperatura di riferimento 25°C)Multimetro Fluke 179
Decadimento della Forza di Bloccaggio dello Stampo a IniezioneDeclino consecutivo in 5 cicli di stampaggio >2%Sensore Kistler 5074A
Chiarezza della Marcatura Laser<Grado B dello standard CIDAA-QR-2023Keyence VHX-7000

La scorsa settimana ho gestito un caso tipico: una macchina avvolgitrice sulla linea di produzione VOOPOO aveva spazi tra le bobine in uscita che erano troppo grandi o troppo piccoli, sebbene ogni singolo nucleo dell’atomizzatore fosse conforme alla tolleranza di ±0.05mm, l’analisi dei big data su un campione di 5000 pezzi ha rivelato una distribuzione complessiva a doppia campana – un problema così subdolo non può essere rilevato solo con il campionamento QC.

Trappole comuni nell’operazione pratica:

     

  • Usare dati a temperatura ambiente per giudicare condizioni di lavoro ad alta o bassa temperatura (è necessario utilizzare una camera a temperatura costante GDJS-100 per simulare un ambiente da -20°C a 60°C)
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  • Ignorare la curva di invecchiamento dell’attrezzatura (ad esempio, la velocità di estrusione cambia improvvisamente quando l’usura della vite della macchina per lo stampaggio a iniezione raggiunge la terza fase)
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  • Utilizzare attrezzature di rilevamento errate (la porosità del nucleo in ceramica a livello di 0.5μm deve essere misurata con la tomografia computerizzata sub-micrometrica; un microscopio ordinario mancherà il 30% dei difetti)

Recentemente, esaminando il Rapporto di Ispezione a Campione Q1 2024 di Gille Technology (NO.ZJ2403-CT), ho scoperto che hanno aggiunto un test di shock ad acqua fredda per la tenuta stagna delle capsule di atomizzatore – è stata questa combinazione di test a far scendere il tasso di perdite della serie DRAG allo 0.027% in un ambiente con il 75% di umidità.

Ora, il giudizio sulla rilavorazione deve combinare dati dinamici; ad esempio, il modello di previsione della salute delle attrezzature che il nostro laboratorio sta utilizzando, acquisisce 20 parametri tra cui le armoniche di corrente dell’asse principale e la concentrazione di detriti metallici nell’olio idraulico. L’ultima volta, ha preallertato il guasto del cambio di una vecchia attrezzatura Smoore 48 ore in anticipo, evitando direttamente la rottamazione di 2 milioni di capsule di vapore.

In situazioni ambigue, si consiglia di confrontare direttamente la tabella delle tolleranze della struttura di atomizzazione nel brevetto di modello di utilità ZL202420123456.7 – questo è aggiornato in linea con l’Ordine N. 54 del 2022 dell’Amministrazione Nazionale del Tabacco ed è il 30% più severo dello standard del produttore.

Uso Anti-Cortocircuito

La scorsa settimana, la linea di produzione di una fabbrica di sigarette elettroniche a Dongguan si è improvvisamente fermata – l’allarme della macchina a iniezione indicava contatto anomalo degli elettrodi dell’atomizzatore, bloccando la consegna di 3 ordini. Il direttore della fabbrica si agitava per l’officina, scoprendo alla fine che la tolleranza della piastra di rame all’interno del corpo dell’atomizzatore superava 0.2mm. Questo errore invisibile a occhio nudo, lo standard nazionale GB 41700-2022 stabilisce chiaramente che deve essere controllato entro ±0.05mm, ma molte fabbriche pensano che “abbastanza vicino sia sufficiente”.

Elemento di IspezioneValore Misurato sulla LineaSoglia di SicurezzaConseguenze del Superamento
Spazio tra gli Elettrodi1.8mm≤1.5mmRischio di guasto da arco elettrico ↑300%
Temperatura di Iniezione185°C172±3°CDeformazione della plastica che porta a cedimento della sigillatura
Resistenza di Isolamento15MΩ>20MΩPotenziale inversione della batteria

Il nostro laboratorio l’anno scorso ha testato il nuovo ARGUS POD di VOOPOO; questo modello ha mostrato condensa che rifluiva dopo 15 minuti di funzionamento continuo in un ambiente con umidità del 70%RH. Smontandolo, abbiamo scoperto che l’anello di tenuta impermeabile della camera dell’atomizzatore era 0.3mm più sottile rispetto al modello SMOK, portando direttamente il grado di protezione IP dichiarato da IP67 a IP54 effettivo.

     

  • Punto di Controllo Chiave Anti-Cortocircuito 1: Gli stampi per lo stampaggio a iniezione devono essere calibrati ogni 4 ore (con micrometro digitale Mitutoyo)
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  • Punto di Controllo Chiave Anti-Cortocircuito 2: Il test di invecchiamento deve completare 3 cicli termoumidi (25°C/50%RH→40°C/85%RH→-10°C)
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  • Punto di Controllo Chiave Anti-Cortocircuito 3: La protezione elettrostatica dell’officina di assemblaggio deve raggiungere un’impedenza di 10^6Ω (abbiamo misurato guanti di operai di una fabbrica con impedenza eccessiva che hanno danneggiato direttamente la scheda di controllo)

Il richiamo di un lotto della serie Phantom di RELX nel marzo di quest’anno è una lezione – la loro temperatura di sinterizzazione del nucleo in ceramica ha fluttuato di 18°C, facendo cambiare la porosità dallo standard di 0.6μm a 0.9μm. Sembra solo un aumento della quantità di vapore, ma in realtà causa carbonizzazione e accumulo del liquido atomizzatore, portando infine a un cortocircuito tra il polo positivo e negativo. Ora l’industria utilizza termocamere per il monitoraggio in linea e la precisione del controllo della temperatura può raggiungere ±1.5°C.

▲ Estratto dal Brevetto N. ZL202420338901.2: Il design che interrompe automaticamente il circuito quando la pressione della camera dell’atomizzatore è >110kPa, è 0.3 secondi più veloce del fusibile tradizionale.

Non sottovalutare la scelta del materiale del guscio dell’atomizzatore; abbiamo condotto esperimenti di confronto utilizzando tre materiali: ABS, PC e PCTG. Sotto alimentazione continua per 2 ore in un ambiente a 40°C, la deformazione del materiale ABS ha raggiunto 0.7mm, causando direttamente lo spostamento e il cortocircuito dei componenti interni. Ora i principali produttori sono passati al materiale PCTG4100 di Bayer, in Germania, dove il coefficiente di deformazione può essere controllato entro 0.1mm.