¿Alguna vez se ha preguntado qué tipo de plástico CNC es el más adecuado para su proyecto? Con opciones como ABS, acrílico o POM, cada una con beneficios únicos, elegir el adecuado puede resultar abrumador. El plástico adecuado puede aumentar la durabilidad, la precisión y el rendimiento de su proyecto. Sumerjámonos en el mundo de los plásticos CNC y descubramos cómo encontrar el material ideal para sus necesidades de mecanizado.
¿Por qué utilizar plástico para el mecanizado CNC?
El plástico se utiliza ampliamente debido a su conveniencia, flexibilidad, durabilidad y bajo costo en la fabricación. fresado CNC, torneado, taladrado y otros procesos. Esto ayuda a reducir el peso de los componentes, por ejemplo, en la industria automotriz o aeroespacial, ya que el plástico es liviano y fácil de usar.
Además, el plástico no requiere mucho trabajo en lo que respecta a su fabricación. Se puede diseñar con precisión sin dañar ninguna herramienta de corte como lo harían algunos metales. Por otro lado, el plástico no se corroe ni tiene reacciones químicas cuando se expone a condiciones ambientales adversas. Por lo tanto, se puede utilizar en alimentos médicos e incluso en usos industriales.
Si es necesario, se pueden utilizar distintos tipos de plástico, como ABS, acrílico o incluso nailon, que cumplen los requisitos de resistencia, aislamiento o incluso transparencia. En la siguiente sección, analizaremos los distintos tipos de plásticos para la tecnología CNC.
Tipos de plásticos CNC
El mecanizado CNC es compatible con una amplia gama de plásticos, desde polietileno blando (PE) hasta policarbonato duro (POM) y PC. La principal diferencia con el mecanizado de metales son las herramientas y las variables del proceso, como la velocidad y la profundidad de corte.
“Puede consultar la lista a continuación para obtener información detallada sobre los servicios de mecanizado CNC de plásticos de RapidDirect para plásticos compatibles, incluyendo sus propiedades, características de mecanizado y opciones de acabado superficial.”
Ahora, analicemos cada plástico CNC en detalle;
ABS
El ABS, abreviatura de acrilonitrilo butadieno estireno, es uno de los polímeros sintéticos más populares. Las piezas de ABS para CNC se utilizan a menudo en la impresión tridimensional por su facilidad de mecanizado y su buena estabilidad dimensional.
El ABS es robusto, ligero, resistente a los impactos y económico de moldear, lo que lo convierte en un material ideal para piezas de automóviles, juguetes y productos electrónicos de consumo. Sin embargo, tiene una baja resistencia a los rayos UV, lo que provoca decoloración y descomposición cuando entra en contacto con la luz solar. Además, en comparación con otros plásticos CNC, tiene una resistencia al calor relativamente baja.
- ¿Dónde se utiliza?:
Esta máquina CNC para plástico se utiliza en diversas piezas de automóviles y productos electrónicos de consumo. También se incluye en electrodomésticos y prototipos rápidos debido a su resistencia y capacidad multipropósito.
PC
Al ser un polímero transparente y resistente, también puede soportar fuertes impactos y temperaturas extremas. El policarbonato (PC) es bastante ligero y tiene una gran claridad óptica.
En el campo de las gafas de seguridad, la electrónica y los CD, el PC es una opción mucho más popular debido a su durabilidad y capacidad para soportar impactos a la vez que es transparente. Aunque se considera superior, sigue siendo vulnerable a los arañazos y tiene un precio más alto en comparación con otros plásticos. No debe tratarse con rayos UV, ya que puede degradarse con el tiempo.
- ¿Dónde se utiliza?:
Los anteojos de protección, las unidades de iluminación de los automóviles, los cascos y las carcasas de los dispositivos electrónicos utilizan PC. Además, se emplea comúnmente en estructuras arquitectónicas, como tragaluces y ventanas a prueba de balas.
Acrílico, PMMA
El acrílico, o PMMA, que significa polimetilmetacrilato, es un plástico sustitutivo del vidrio de muy bajo peso y con excelentes propiedades de resistencia a la intemperie.
Para señalización, lentes y acuarios que sean resistentes a la intemperie y tengan una gran transparencia óptica, el PMMA es el material más adecuado, ya que también es irrompible. Es frágil cuando se lo somete a una fuerza y también es bastante fácil de rayar, por lo que no es la mejor opción si se busca algo más resistente.
- ¿Dónde se utiliza?:
El acrílico es un componente fundamental en la fabricación de señalética, carcasas para fuentes de luz, vitrinas y acuarios. Su gran transparencia permite su uso en lentes y ventanas.
POM
El POM, también conocido como polioximetileno, es un plástico resistente que puede soportar fácilmente el desgaste y depende de una baja fricción para un buen rendimiento. Sin embargo, el POM tiene poca resistencia a los rayos UV y es inflamable. Además, los ácidos fuertes o el cloro también pueden provocar su degradación.
- ¿Dónde se utiliza?:
Lo encontrará en engranajes, cojinetes, sujetadores y piezas de automóviles. El POM es útil para piezas precisas y resistentes.
Nylon (PA)
El nailon es un polímero importante que se caracteriza por su gran elasticidad y resistencia. Es muy resistente al desgaste y a los productos químicos. Debido a la voluminosidad y la grasa del complejo amino, hay una gran absorción de agua que puede afectar la estabilidad dimensional. También se vuelve quebradizo a bajas temperaturas.
- ¿Dónde se utiliza?:
Los polímeros de nailon son habituales en engranajes, bujes, cintas transportadoras y otros componentes mecánicos. Además, se pueden encontrar en textiles, componentes de automoción y artículos deportivos.
PE (PEAD y PEBD)
El polietileno (PE) es un polímero de densidad relativamente baja que se encuentra disponible en formas de polietileno de baja y alta densidad (HDPE y LDPE). El HDPE es rígido y resistente a los impactos, mientras que el LDPE es resistente pero liviano. Tienen baja resistencia térmica internacional y son propensos al deterioro por la luz ultravioleta en ausencia de aditivos específicos.
- ¿Dónde se utiliza?:
El HDPE se puede utilizar para fabricar tuberías, determinados recipientes y tablas de cortar, mientras que el LDPE se utiliza habitualmente para fabricar paquetes, bolsas y tubos.
OJEADA
El término PEEK significa poliéter éter cetona. Es un polímero termoplástico de alto rendimiento que es famoso por su fuerza, resistencia química y resistencia al calor. Es muy costoso y requiere muchas técnicas e implementaciones en comparación con otros plásticos CNC.
- ¿Dónde se utiliza?:
El PEEK se puede aplicar en la industria aeroespacial, en implantes médicos y en la industria automotriz, que requieren un alto rendimiento en condiciones estresantes.
PP
El polipropileno (PP) es un plástico resistente y ligero, conocido por su increíble flexibilidad y resistencia química. Puede ser sensible a los rayos UV y, por lo tanto, se pudre fácilmente. Además, puede volverse quebradizo si se lo expone a bajas temperaturas. También tiene ciertos límites de exposición al calor.
- ¿Dónde se utiliza?:
Hoy en día, el PP se encuentra en envases de alimentos, piezas de vehículos, medicamentos y otros tejidos. Debido a las propiedades del material, el PP se utiliza fácilmente en diversas aplicaciones.
PBT
El tereftalato de polibutileno (PBT) es otro polímero fuerte. Tiene una resistencia térmica considerablemente mayor y un aislamiento eléctrico mayor. Ofrece una buena resistencia química y estabilidad dimensional y es ideal para piezas eléctricas. El PBT es frágil a bajas temperaturas, a la radiación y a la exposición prolongada a los rayos UV.
- ¿Dónde se utiliza?:
El PBT se aplica en conectores eléctricos, componentes automotrices y electrodomésticos debido a su dureza y confiabilidad.
PEI
La polieterimida (PEI) es un plástico resistente que posee una gran resistencia al calor. Ofrece propiedades y estabilidad extraordinarias, pero tiene precios elevados y recursos escasos en el mercado. Además, puede desarrollar grietas por tensión.
- ¿Dónde se utiliza?:
La polieterimida se utiliza principalmente en las áreas de la industria aeroespacial, fabricación de equipos médicos y electrónica. Se puede decir que se encuentra en dispositivos que requieren una gran resistencia al calor.
PS
El poliestireno (PS) también se denomina poliestireno espumoso. Es un poliestireno ligero y resistente que se encuentra disponible en forma sólida y en espuma. Es barato y fácil de fabricar. Sin embargo, su punto débil es que es frágil, no biodegradable y poco resistente a los impactos. Además, es inflamable y no presenta resistencia al calor.
- ¿Dónde se utiliza?:
Debido a su versatilidad y costo, el poliestireno es popular en embalajes, vasos de embalaje, aislamiento y maquetas.
PVC
El cloruro de polivinilo, también conocido como plástico PVC, es uno de los tipos de materiales más duraderos y estables. Tiene una gran resistencia a los productos químicos. También es económico y retardante al fuego gracias a la inclusión de aditivos. Sin embargo, el PVC no es más ecológico que cualquier otro producto y libera gases nocivos al arder. Algunas formulaciones pueden volverse quebradizas con el tiempo.
- ¿Dónde se utiliza?:
El cloruro de polivinilo se utiliza para tuberías, ventanas, suelos y longitudes de onda eléctricas. Sus usos varían desde la construcción hasta las ventanas debido a su resistencia.
PTFE (teflón)
El PTFE o teflón es un material antiadherente, elástico pero resistente al calor. Además, es un material conductor de electricidad y sustancias químicas. Por desgracia, su procesamiento es bastante complejo y costoso. Puede degradarse con radiaciones de alta energía o impactos.
- ¿Dónde se utiliza?:
El PTFE se utiliza para recubrir utensilios de cocina, juntas, sellos e incluso aislamientos eléctricos. También se utiliza ampliamente en procesos industriales donde se necesita una baja fricción.
Una vista rápida del cuadro de maquinabilidad del plástico
Tipo de plástico CNC | maquinabilidad | Caracteristicas claves |
ABS | Excelente | Fácil de mecanizar, de bajo coste, de buena calidad. resistencia al impactoy se puede termoformar fácilmente. |
PC (policarbonato) | Regular a bueno | Resistente y duradero a los impactos, pero propenso a agrietarse en determinadas condiciones. |
Acrílico (PMMA) | Excelente | Fácil de mecanizar, produce acabados suaves, pero es frágil y puede agrietarse bajo tensión. |
POM (acetal) | Excelente | Baja fricción, alta rigidez, Excelentes dimensiones de estabilidad, ideal para engranajes y cojinetes. |
Nylon (PA) | Regular a bueno | Excelente resistencia al desgaste, pero puede absorber humedad, lo que puede afectar la calidad del mecanizado. |
PE (PEAD y PEBD) | Excelente | Suave y fácil de mecanizar, baja fricción, pero puede deformarse si no se sostiene adecuadamente. |
OJEADA | Suficientemente bueno | Plástico de alto rendimiento, resistente al calor, pero difícil de mecanizar debido a su alta dureza. |
PP (polipropileno) | Excelente | Fácil de mecanizar, de bajo costo, pero puede ser difícil de unir o pintar. |
PBT | Suficientemente bueno | Buen calor y resistencia química, pero puede ser frágil y difícil de mecanizar. |
PEI (polieterimida) | Regular a pobre | Material de alto rendimiento, difícil de mecanizar debido a su alta rigidez. |
PET | Bueno | Buena estabilidad dimensional, fácil de mecanizar, pero puede deformarse bajo tensión. |
PS (poliestireno) | Excelente | Fácil de mecanizar, permite conseguir acabados suaves, pero quebradizo y propenso a agrietarse. |
PVC | Suficientemente bueno | Puede ser difícil de mecanizar, especialmente con formulaciones más suaves, y puede producir humos tóxicos. |
PTFE (teflón) | Excelente | Muy fácil de mecanizar, tiene baja fricción y excelente resistencia química, pero puede ser difícil de unir. |
Cómo elegir el plástico adecuado para su proyecto de mecanizado CNC
Al elegir el plástico de ingeniería adecuado para su proyecto, debe tener en cuenta los siguientes factores:
Propiedades mecánicas
Es importante conocer las propiedades mecánicas del plástico que se utilizará en un proyecto de mecanizado CNC. Por ejemplo, los polímeros como el PEEK y el nailon ofrecen una gran resistencia y una buena resistencia al desgaste y se pueden utilizar para elementos portantes.
Por otro lado, el acrílico es un polímero diseñado para ofrecer flexibilidad y transparencia, más que resistencia al tacto, por ejemplo. Por lo tanto, seleccione el material que se ajuste a los requisitos mecánicos de la aplicación.
Resistencia a la Corrosión:
Si su proyecto implica productos químicos, humedad o condiciones extremas, se recomienda utilizar plásticos CNC altamente resistentes a la corrosión. Los productos químicos se manipulan mejor con PTFE (teflón) y plástico PVC, mientras que el HDPE funciona mejor en áreas con mucha humedad. El uso de la selección correcta garantiza confiabilidad y funcionamiento a lo largo de los años.
Expansión Térmica:
Examinemos el comportamiento del plástico en cuestión cuando se expone a un cambio de temperatura. Por ejemplo, el material PEEK posee una baja expansión térmica, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de altas temperaturas.
Por otro lado, sin embargo, ciertos materiales CNC, por ejemplo el PP, pueden expandirse más de lo deseado debido a los cambios de temperatura.
Costo y disponibilidad
A menudo, el coste y la disponibilidad del material son aspectos importantes que influyen en la decisión. Los plásticos genéricos como el ABS y el PP son más baratos y se consiguen fácilmente, mientras que los materiales especializados como el PEI o el PEEK son más caros pero tienen ventajas específicas. Es importante encontrar un buen equilibrio entre rendimiento y presupuesto.
Requisitos de acabado superficial
Al observar cualquier cosa visualmente, es fundamental tener en cuenta si la estética y la calidad de la superficie son de suma importancia.
Los materiales de alta resistencia a la tracción como el POM son adecuados para aplicaciones con requisitos de facilidad de uso. El resultado final debe armonizarse de tal manera que coincida en función y estética.
Consejos para trabajar con máquinas de plástico CNC
Herramientas afiladas, alto avance, bajas revoluciones
Las herramientas de corte deben estar afiladas, ya que son eficaces para evitar que se rompa el plástico que se va a mecanizar con CNC. Se debe emplear un equilibrio entre un avance alto y unas revoluciones bajas para evitar que el material se caliente y se derrita.
Sujete con cuidado
La mayoría de los plásticos CNC tienden a deformarse bajo presión. Por lo tanto, utilice almohadillas de aire o almohadillas blandas para distribuir la presión y evitar sujetar la máquina con demasiada fuerza. Además, al mismo tiempo, evite el uso de una mesa de vacío que puede provocar la destrucción mientras la máquina está en funcionamiento.
Evite los refrigerantes
La mayoría de los plásticos cortados no requieren la adición de refrigerante. Sin embargo, se puede utilizar para evitar el agrietamiento del material. En cambio, la anticipación y el control adecuados de la velocidad de la herramienta son esenciales para evitar el sobrecalentamiento del material.
Cortes de gran tamaño para plásticos blandos CNC
Para plásticos blandos como el LDPE, se permiten cortes de mayor tamaño según sea necesario. Esto significa realizar cortes cerca de los bordes y ajustes para evitar deformaciones, especialmente durante las operaciones de acabado..
Haz recortes grandes y profundos
Al trabajar con plásticos como POM o nailon, se recomiendan cortes profundos. Ya sabes que estos cortes garantizan que el material no se deforme y conserve sus propiedades originales. Elige la profundidad del corte teniendo en cuenta el tamaño de la herramienta, el recubrimiento de la misma, la velocidad y el avance.
Espacio libre adecuado para las virutas
Garantizar una limpieza mediante chorro de aire o uso de sistemas de aspiración a chorro o a quemarropa. Aparte de esto, instalar la herramienta sobre el material a mecanizar de forma que nunca permita que la acumulación de virutas afecte el corte que se está realizando.
Además, también es esencial hacer coincidir la complejidad del diseño con la capacidad de la máquina; no todas las máquinas pueden crear las características complejas de las piezas de plástico CNC. Por ejemplo, solo las máquinas CNC de 3, 4 y 5 ejes pueden crear superficies curvas complejas y características de voladizo.
Técnicas de mecanizado CNC para Partes plásticas
Las máquinas CNC fabrican piezas de plástico mediante procesos de mecanizado. Estas técnicas eliminan material para darles una forma particular que se ajuste a los requisitos de diseño. Según la complejidad y el tipo de material que se vaya a utilizar, se pueden aplicar diversas técnicas de mecanizado para obtener el resultado deseado.
Torneado CNC
Este método utiliza una herramienta de corte sobre una pieza de plástico cilíndrica y la hace girar para crear una pieza de plástico. La mayoría de las veces, las herramientas de corte tienen ángulos de inclinación negativos para evitar el contacto y el roce de la herramienta. Además, modifican los ángulos de alivio según el material.
La herramienta que se fabrica requiere un acabado suave que se puede lograr mediante pulido. Requiere una velocidad de avance menor: 0.015 IPR para un corte basto y 0.005 IPR para un corte terminado. Los cambios de ángulo mejorados tienden a mejorar la precisión extraespinal y la suavidad del acabado.
CNC fresado
Una pieza compleja se fabrica cortando una pieza de trabajo con fresas rotatorias y retirando material de ella mediante fresado de plástico. Las herramientas de corte que se utilizan para reforzar plásticos pueden redondearse en las esquinas internas para obtener mejores resultados.
La alta velocidad del husillo y la sujeción adecuada mejoran la eficiencia. Además, hay un sistema de refrigeración suficiente para evitar que los husillos y la máquina se deformen.
Perforación CNC
Este proceso especializado de mecanizado de plásticos CNC implica la creación de orificios en termoplásticos con determinadas brocas colocadas en ángulos que van desde los 90 a los 150 grados. El procedimiento también emplea el uso de sistemas de refrigeración para disipar el calor generado como resultado de la perforación. También sirve para mejorar la eliminación de virutas. Mantenga la profundidad de perforación no más de 3 o 4 veces el diámetro de la broca y reduzca la velocidad de avance cerca de la salida para evitar daños.
Enrutamiento CNC
Los materiales plásticos que necesitan ser moldeados, ya sean planos o curvos, también se cortan de manera controlada mediante el uso de fresadoras CNC. Todos estos procesos y velocidades óptimas brindan resultados precisos y uniformes en todos los ámbitos.
Aplicaciones industriales de piezas de plástico fabricadas con CNC
Con la garantía de precisión y robustez, las piezas mecanizadas de plástico CNC en todas las industrias se han vuelto fáciles con la llegada del mecanizado CNC.
- Industria médica: La necesidad de producir herramientas quirúrgicas, prótesis severas, herramientas médicas, etc., se supera con el uso del mecanizado de plástico. Los métodos también garantizan el cumplimiento de los requisitos de seguridad más estrictos y, al mismo tiempo, permiten producir detalles grabados.
- Componentes automotrices: Se pueden mecanizar piezas de plástico como salpicaderos y conductos de ventilación mediante control numérico por ordenador. Como resultado, se reduce el peso de la carrocería de un automóvil y se mejora el rendimiento de las piezas mecanizadas.
- Piezas aeroespaciales: Prototipos, interiores y componentes de la estructura que sean resistentes al calor y no pesados por lo que en materia aeronáutica el plástico es el material utilizado. Este proceso es crucial ya que los detalles de los plásticos mecanizados por CNC mediante estos métodos están sometidos a una enorme tensión y requieren la máxima precisión.
- Industria electrónica: Dentro de la electrónica, Se utilizan componentes plásticos mecanizados como conectores, carcasas y teclados. El sobremoldeo de conectores junto con plástico mejora el aislamiento y la robustez de los sistemas delicados.
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Preguntas Frecuentes
Sea cual sea el proyecto que estés llevando a cabo, lo más común es que el ABS o el POM sean mejores para un uso común. Pero si lo que necesitas es un alto rendimiento, considera el PEEK o el nailon, que ofrecen alta resistencia y buena durabilidad.
Eso depende del material, de la complejidad de la pieza que necesita y de los ajustes de la máquina que haya seleccionado. Como regla general, cortar elementos blandos lleva un minuto; las piezas de mayor complejidad pueden llevar horas.
