Guía de selección para mecanizado CNC de plástico

Al crear una pieza, una de las decisiones más importantes que debe enfrentar un ingeniero de diseño es qué material usar. La elección del material determinará la función y apariencia de un componente dado y cómo se mantendrá con el tiempo.

Los plásticos son cada vez más populares. Son livianos, fáciles de procesar y, en general, más baratos que los productos metálicos similares. Hay muchos tipos de plásticos mecanizados, cada uno con sus ventajas y desventajas.

Hay muchas formas de producir piezas de plástico de alta precisión. Los plásticos modernos de calidad industrial se moldean por fundición, se imprimen o se mecanizan. Las tres primeras opciones son muy adecuadas para fabricar piezas geométricas complejas con buen acabado superficial. Pero cuando necesita lograr tolerancias estrechas o producir un acabado de superficie similar a un espejo en casi cualquier tipo de pieza, no hay nada mejor que el mecanizado.

Una descripción general de los servicios de mecanizado de plástico

El mecanizado de plástico, como todos los procesos de mecanizado, es un método sustractivo que elimina capas de material para dar forma y formar la pieza o producto final. Algunas de las operaciones de mecanizado más comunes utilizadas para materiales plásticos son:

Cortar

Normalmente, la operación de corte genera algo de calor, lo que puede dañar el plástico. Al cortar plástico, el operador debe tener cuidado para evitar la deformación térmica.

Giro

Las operaciones de torneado de plástico se realizan en un torno, que gira y manipula la pieza de trabajo para que la herramienta de corte estacionaria pueda cortar y eliminar el exceso de material de acuerdo con el diseño previsto.

Fresado

La operación de torneado implica la rotación de la pieza de trabajo de plástico, mientras que la operación de fresado requiere la rotación de la herramienta de corte para eliminar las virutas de plástico de la pieza de trabajo fija.

Perforación

Si no se selecciona la broca adecuada, puede ser peligroso y provocar un sobrecalentamiento o fuerzas de corte. Sin embargo, siempre que la preparación sea correcta y las herramientas estén preparadas y utilizadas, los técnicos capacitados pueden formar orificios de diámetro pequeño y grande en productos de plástico sin destruir la estructura.

Molido

El esmerilado es similar al esmerilado porque el proceso elimina las virutas de plástico de la pieza de trabajo para cambiar su forma. La principal diferencia es que el fresado utiliza un corte intermitente, mientras que el rectificado corta continuamente el plástico del producto para lograr una forma y un acabado superficial más suaves.

Materiales utilizados para el mecanizado CNC de plástico

Plásticos ABS

El acrilonitrilo butadieno estireno, a menudo abreviado como ABS, es uno de los materiales termoplásticos más comunes. Tiene buenas propiedades mecánicas, excelente resistencia al impacto, alta resistencia al calor y buena maquinabilidad. El ABS es fácil de mecanizar, resistente al calor y se puede utilizar para acabados (pegamento, pintura, pulido, etc.). Por lo general, se utiliza para crear prototipos de las funciones de las piezas antes de la producción en masa.

El ABS no tiene buena resistencia a la abrasión ni resistencia química y se derretirá en acetona. Tampoco es un plástico particularmente resistente.

La aplicación más común del ABS es el moldeo por inyección, que se utiliza para fabricar carcasas de productos electrónicos, electrodomésticos e incluso ladrillos icónicos de Lego.

Nailán

Al igual que el ABS, el nailon es un plástico duradero con alta resistencia y rigidez, puede mantener un buen aislamiento eléctrico en un amplio rango de temperaturas, así como una buena resistencia química y a la abrasión. El nailon 6 y el nailon 66 son los grados más utilizados en el mecanizado CNC.

Pero el nailon 6/6 absorbe fácilmente la humedad, lo que hace que se hinche y pierda algo de precisión dimensional. Si se elimina una gran cantidad de material asimétrico debido a la tensión interna inherente del material durante el procesamiento, también se deformará.

El nailon se encuentra más comúnmente en equipos médicos, hardware de montaje de placas de circuitos, componentes del compartimiento del motor automotriz y bridas para cables. En muchas de estas aplicaciones, se utiliza como un sustituto económico de los metales.

Acrílico

Acrílico (también conocido como Perspex o Luctie) es el nombre comercial del plástico PMMA. Es duro, tiene buena resistencia al impacto y al rayado, y se puede adherir fácilmente.

El acrílico procesado es transparente, lo cual es muy adecuado para cualquier aplicación que requiera transparencia óptica o translucidez.

Sin embargo, el acrílico es un plástico frágil y se agrietará o romperá bajo demasiada presión. Cualquier superficie mecanizada sobre una placa acrílica pierde transparencia y asume una apariencia escarchada y translúcida. Por lo tanto, generalmente es mejor prestar atención a si las partes acrílicas se deben dejar con el grosor original para mantener la transparencia. Si la superficie procesada debe ser transparente, se puede usar el pulido como un paso adicional de procesamiento posterior.

Delrín

POM es bien conocido bajo el nombre comercial Delrin. Es un termoplástico de ingeniería con la más alta procesabilidad entre los plásticos y se considera el plástico más económico. Tiene una superficie lisa, de baja fricción, excelente estabilidad dimensional y alta rigidez. Para materiales que enfrentan mucha fricción en estas o cualquier otra aplicación, requieren tolerancias estrechas o requieren alta rigidez, Delrin es un plástico excelente. Pero la desventaja es que es difícil de unir.

Delrin se usa generalmente para engranajes, cojinetes, bujes y sujetadores, o para hacer plantillas y accesorios para ensamblaje.

PEAD

HDPE significa polietileno de alta densidad, un termoplástico con una alta relación resistencia-peso. HDPE tiene alta resistencia química, aislamiento eléctrico y durabilidad en condiciones climáticas severas. Al igual que Delrin, el HDPE tiene una superficie lisa, que puede limitar la fricción y resistir bien los impactos, tiene una alta relación resistencia-peso y buena resistencia a la intemperie.

La principal desventaja del HDPE es su baja resistencia, especialmente en términos de estiramiento y flexión.

El HDPE es un termoplástico liviano que se usa para aplicaciones al aire libre y creación de prototipos debido a su bajo costo y peso liviano. Al igual que el ABS, a menudo se usa para crear prototipos antes del moldeo por inyección. Debido a su resistencia química y propiedades deslizantes, es muy adecuado para la fabricación de tapones y sellos, y también es ideal para aplicaciones sensibles al peso o sensibles a la electricidad.

VISUALIZAR

PEEK es un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento con excelente resistencia al impacto y estabilidad dimensional. El plástico PEEK es muy fácil de procesar y es el material principal utilizado en el procesamiento CNC. Debido a su increíble rendimiento, se usa a menudo en las industrias automotriz, aeroespacial, médica y eléctrica.

El único inconveniente es el alto precio. Sin embargo, si necesita un alto rendimiento y alta resistencia, definitivamente debería considerar usar este material. El rendimiento de este plástico es mejor que el de los metales utilizados en las industrias química y de procesamiento. En algunas industrias, actualmente está reemplazando metales como el acero inoxidable y el aluminio.

Policarbonato

El policarbonato es uno de los plásticos más duraderos del mercado. Tiene una resistencia al impacto y una rigidez extremadamente altas, y mantiene la funcionalidad en un amplio rango de temperaturas. También es ópticamente transparente y se puede teñir de negro si se necesita opaco. El policarbonato es el más adecuado para aplicaciones que requieren plásticos muy duros o muy fuertes o que requieren transparencia óptica. Por lo tanto, el policarbonato es uno de los plásticos más utilizados y con mayor tasa de reciclaje.

El policarbonato puro no tiene buena resistencia a la abrasión y se raya fácilmente. Si es necesario, se puede agregar un recubrimiento antirrayas y un pulido con vapor en el paso de procesamiento posterior para mejorar la resistencia al desgaste o la claridad óptica.

La durabilidad y transparencia del policarbonato significa que se puede utilizar para fabricar discos ópticos, vidrio de seguridad, tubos de luz e incluso vidrio a prueba de balas.

Puntas para mecanizado CNC de plástico

Máquina

No hay máquinas CNC de plástico. De hecho, todas las máquinas herramienta utilizadas para cortar plásticos son herramientas para trabajar metales. Su rigidez precisa y su potencia de salida les permiten procesar fácilmente incluso plásticos endurecidos. La rigidez de la máquina para trabajar la madera es baja, por lo que el efecto no es bueno.

Herramienta de corte

Elegir las mejores herramientas de corte para piezas de plástico es una tarea compleja. La razón de esto es que la composición de los plásticos y los materiales compuestos varía mucho. Algunos plásticos están reforzados con partículas de carburo duro o tienen aditivos que mejoran la flexibilidad, la resistencia al calor u otros parámetros. Todo esto cambia la forma en que los plásticos reaccionan a la maquinaria.

Las herramientas de corte están hechas principalmente de acero de alta velocidad, carburo cementado, diamante, etc. Para cortar plásticos comunes, puede elegir los dos primeros materiales de corte. Por el contrario, el acero de alta velocidad tiene una mejor capacidad de molienda. Elija herramientas de acero de alta velocidad y tritúrelas con cuidado. El filo de la herramienta será más afilado, pero su durabilidad es menor que la de las herramientas de carburo cementado.

Reduzca la fuerza de corte y la temperatura tanto como sea posible, seleccione el ángulo de ataque, el ángulo de alivio, el ángulo de ataque, el ángulo del filo de corte secundario, el radio del arco de la punta de la herramienta, etc. para mejorar la productividad y la durabilidad de la herramienta, y ahorrar costos de procesamiento. El cortador se mantiene afilado y congela el material cuando la rigidez no es suficiente.

Configuración de piezas

Sujete el bloque de plástico correctamente para evitar una presión excesiva que pueda causar la ruptura. Se recomienda utilizar una almohadilla de material blando entre el accesorio y la pieza para evitar dejar marcas en la superficie.

Otro problema es la rigidez de las piezas. Debe prestar mucha atención a la distancia entre la ubicación de perforación y el accesorio. Durante este proceso, la broca intentará sacar la pieza a lo largo de su ranura. Si el accesorio está demasiado lejos, la broca tendrá éxito, pero doblará la pieza o incluso puede arrancar la pieza del accesorio.

Minimizar el efecto chip

Mantenga siempre la herramienta de corte en movimiento (evite permanecer demasiado tiempo en un mismo lugar) para evitar que las virutas se derritan sobre las piezas procesadas. Se puede usar refrigerante o líquido de corte para bajar la temperatura y eliminar las virutas.

Avance de mecanizado

Usando una velocidad de avance mayor y una velocidad de husillo más rápida, es aproximadamente 3 veces el avance de aluminio y la velocidad de corte correspondiente.

Plástico CNC Mecanizado Servicio

Debido a la gran demanda de piezas de plástico para la fabricación de prototipos y piezas de plástico CNC personalizadas, ha surgido una gran cantidad de servicios de mecanizado de plástico CNC. Sin duda, hacen que el proceso de producción de todas las partes sea más rápido y sencillo. Si tiene proyectos relacionados, puede cargar dibujos para obtener un presupuesto gratuito de SANS Machining.