Mecanizado de teflón/PTFE:consejos, ventajas y aplicaciones

El politetrafluoroetileno (PTFE), más comúnmente conocido por la marca Teflon, es un termoplástico de fluoropolímero sintético que se puede usar para una variedad de aplicaciones, desde sartenes antiadherentes hasta dispositivos médicos.

Resistente a los productos químicos y estable incluso a altas temperaturas, el teflón es un material popular para muchas aplicaciones específicas, a pesar de sus propiedades mecánicas regulares. Como es el caso de las sartenes antiadherentes, a veces se utiliza como revestimiento en lugar de material base, y se puede fabricar de varias formas.

Una de las mejores formas de fabricar piezas de teflón es el mecanizado CNC. Este artículo analiza los entresijos del mecanizado de teflón:sus propiedades materiales, las ventajas de mecanizarlo, aplicaciones comunes y más.

¿Qué es el teflón?

El PTFE es un termoplástico y un fluoropolímero de tetrafluoroetileno. El nombre 'Teflon' es una marca de la compañía química estadounidense Chemours, una escisión del gigante químico DuPont (ahora DowDuPont). Curiosamente, el material se descubrió inicialmente por error.

Sólido blanco a temperatura ambiente, el PTFE se compone únicamente de carbono y flúor. Es hidrófobo, tiene una fricción increíblemente baja y no es reactivo debido a los enlaces muy fuertes entre el carbono y el flúor, uno de los enlaces más fuertes existentes en la química orgánica. Debido a su baja fricción, ¡es la única superficie a la que un gecko no puede adherirse! — El teflón se usa a menudo como lubricante.

El punto de fusión del PTFE es de 327 °C y otras propiedades del material incluyen resistencia, tenacidad y autolubricación a bajas temperaturas.

Ventajas del mecanizado de teflón

Hay varias ventajas en el mecanizado de teflón, incluidas las ventajas materiales inherentes del PTFE y las ventajas derivadas del proceso de mecanizado.

Las ventajas materiales del mecanizado de teflón incluyen:

• Resistente químicamente
• Resistente a la intemperie/UV
• Resistente al agua; hidrófobo
• Alta resistencia al impacto
• Buen aislante eléctrico
• Flexible incluso a bajas temperaturas
• Estabilidad térmica entre -260 °C y 260 °C
• Coeficiente de fricción muy bajo
• Baja inflamabilidad
• Apto para alimentos
• Fácil de limpiar

Las ventajas de proceso del mecanizado de teflón incluyen:

• Fácilmente maquinable debido a su suavidad y densidad
• La excelente estabilidad térmica evita la deformación de la pieza y la obstrucción de la herramienta

Limitaciones del mecanizado de teflón

• Alto coeficiente de expansión
• Esfuerzo progresivo
• Difícil de lograr tolerancias estrictas
• Pobres propiedades mecánicas
• Poca estabilidad dimensional
• Riesgo de rebabas debido a la suavidad del material

Aplicaciones del mecanizado de teflón

El teflón no es el material más versátil para el mecanizado CNC, pero tiene algunas aplicaciones de nicho importantes debido a sus propiedades deseables como la estabilidad térmica y un bajo coeficiente de fricción.

Aproximadamente la mitad de todo el PTFE en el mundo se usa para el aislamiento de cables, pero el cableado y su aislamiento no se fabrican con máquinas CNC. El otro uso más conocido del teflón es para revestimientos antiadherentes en utensilios de cocina de aluminio; en este caso, el teflón en su forma líquida se rocía o rueda sobre la superficie de metal grabada. En general, los utensilios de cocina revestidos de teflón no se mecanizan.

No obstante, el mecanizado CNC es útil para manipular teflón en su forma sólida. Las piezas de teflón adecuadas para el mecanizado incluyen componentes industriales como engranajes, bujes, accesorios y válvulas.

Algunas piezas de PTFE comúnmente mecanizadas por CNC, utilizadas en industrias como medicina, procesamiento de alimentos, ciencia, y aeroespacial , incluye:

• Válvulas
• Accesorios
• Cojinetes
• Bujes
• Múltiples
• Aislantes
• Engranajes
• Juntas tóricas

Puntas de mecanizado de teflón

Las piezas de teflón deben diseñarse para adaptarse a las propiedades del PTFE; no se comporta como los termoplásticos mecanizables comunes y no se sustituye fácilmente por materiales más comunes.

Dicho esto, el teflón es adecuado para una variedad de piezas y componentes si tanto el diseñador como el maquinista toman las precauciones y el cuidado adecuados. Una tolerancia alcanzable para piezas de teflón es de alrededor de 0,13 mm; más apretado que esto puede ser difícil sin aliviar la tensión del material por adelantado.

Al mecanizar teflón con CNC, herramientas muy afiladas combinado con refrigerantes solubles en agua como el aire presurizado y las nieblas rociadas funcionan bien para producir los mejores acabados superficiales y tolerancias. También son preferibles los refrigerantes no aromáticos.

Otra consideración clave al mecanizar teflón es desbarbar . Debido a que el PTFE es tan suave, incluso las herramientas de corte finas y afiladas pueden producir marcas indeseables que requieren un tratamiento posterior al procesamiento.

Se pueden usar técnicas comunes de acabado de superficies, como el lijado, para eliminar las rebabas, aunque un método más avanzado consiste en congelar el teflón mecanizado para hacerlo menos blando durante el proceso de desbarbado.

Lista de verificación:

• Utilice herramientas de corte muy afiladas
• Aplique cantidades generosas de refrigerante soluble en agua
• Apunte a una tolerancia media a baja
• Planifique una estrategia de desbarbado por adelantado

Alternativas al teflón

Se pueden sustituir materiales similares al teflón para ciertos proyectos, ya sea por razones prácticas o presupuestarias.

ECTFE :El clorotrifluoroetileno de etileno es un fluoropolímero semicristalino y un copolímero de etileno y clorotrifluoroetileno. Está fabricado por la empresa química Solvay bajo la marca Halar ECTFE y ofrece una resistencia química y a la corrosión ligeramente superior.

PFA :El perfluoroalcoxi es otro fluoropolímero con propiedades similares al PTFE. Aunque es más suave y menos resistente a la abrasión que el teflón, las ventajas del PFA incluyen posiblemente mejores propiedades antiadherentes. El PFA se mecaniza con menos frecuencia que el teflón.

PCTFE :El policlorotrifluoroetileno es un clorofluoropolímero termoplástico similar al PTFE. Las ventajas incluyen un nivel increíblemente alto de resistencia al agua:tiene la tasa de transmisión de vapor de agua más baja de todos los plásticos.

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