Elegir el plástico CNC adecuado:una guía de selección completa

¿Alguna vez te has preguntado qué tipo de plástico CNC es el más adecuado para tu proyecto? Con opciones como ABS, acrílico o POM, cada una de las cuales ofrece beneficios únicos, elegir la adecuada 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 cuando se fabrica mediante fresado, torneado, taladrado y otros procesos CNC. Esto ayuda a la pérdida de peso de componentes, por ejemplo, en la industria automovilística o aeroespacial. Porque sabes que el plástico es liviano y fácil de usar.

Además, el plástico no requiere mucho trabajo a la hora de fabricarlo. Puede diseñarlo con precisión sin dañar ninguna herramienta de corte como lo harían algunos metales. Por otro lado, el plástico no se corroe ni presenta reacciones químicas cuando se expone a condiciones ambientales adversas. Así, podrás utilizarlo en alimentación médica e incluso en uso industrial.

Si es necesario, puede utilizar plástico de varios tipos, como ABS, acrílico o incluso nailon, que cumplan con los requisitos de aislamiento resistente o incluso de transparencia. Exploremos diferentes tipos de plásticos para la tecnología CNC en la siguiente sección.

Tipos de plásticos CNC

El mecanizado CNC es compatible con una amplia gama de plásticos, desde polietileno blando (PE) hasta POM duro 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 ver los detalles completos de los servicios de mecanizado CNC de plástico de RapidDirect para plásticos compatibles en la siguiente lista, incluidas sus propiedades, características de mecanizado y opciones de acabado de superficies" 

• ABS
• PC
• Acrílico (PMMA)
• POM
• Nailon (PA)
• PE (HDPE y LDPE)
• VISTAZO
• PP
• PBT
• PEI
• MASCOTA
• PD
• PVC
• PTFE (teflón)

Ahora, analicemos cada plástico CNC en detalle;

ABS

ABS, abreviatura de acrilonitrilo butadieno estireno, es uno de los polímeros sintéticos más populares. La pieza ABS CNC se utiliza a menudo en la impresión tridimensional para facilitar el mecanizado del material y lograr una estabilidad dimensional decente.

El ABS es robusto, liviano, capaz de resistir impactos y económico de moldear, lo que lo convierte en una opción 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 de plástico CNC se utiliza en diversas piezas de automóviles y electrónica de consumo. También se incluye en equipamiento doméstico y prototipos rápidos debido a su resistencia y capacidad polivalente.

PC

Al ser un polímero transparente y resistente, también puede soportar fuertes impactos y temperaturas. El policarbonato (PC) es bastante ligero y tiene una gran claridad óptica.

En los campos de las gafas de seguridad, la electrónica y los discos compactos, la PC es una opción mucho más popular debido a su durabilidad y capacidad para soportar impactos y al mismo tiempo ser transparente. Aunque se considera superior, sigue siendo vulnerable a los rayones y tiene un precio más alto en comparación con otros plásticos. No debe tratarse con rayos UV, puede sufrir degradación con el tiempo.

• Dónde se utiliza :

Las gafas protectoras, 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 sustituto del vidrio de muy bajo peso con excelentes propiedades de resistencia a la intemperie.

Para letreros, lentes y acuarios que sean ideales para resistir la intemperie y que tengan una gran transparencia óptica, el PMMA sería el más adecuado, ya que también es irrompible. Es frágil cuando se enfrenta a la fuerza y también es bastante fácil de rayar, por lo que no es la mejor opción cuando se busca algo más resistente.

• Dónde se utiliza :

El acrílico es un componente importante en la fabricación de letreros, estuches para fuentes de luz, vitrinas y acuarios. Su gran transparencia permite su uso para lentes y ventanas.

POM

POM, también conocido como polioximetileno, es un plástico inflexible que puede resistir 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 a la inflamabilidad. Además, los ácidos fuertes o el cloro también pueden provocar degradación.

• Dónde se utiliza :

Lo encontrará en engranajes, cojinetes, sujetadores y repuestos para automóviles. POM es útil para piezas precisas y resistentes.

Nailon (PA)

El nailon es un polímero importante que se caracteriza por su alta elasticidad y gran resistencia. Es altamente resistente al desgaste y a los productos químicos. Debido al volumen y la gordura del complejo amino, existe una alta absorción de agua que puede afectar la estabilidad dimensional. También se vuelve quebradizo a bajas temperaturas.

• Dónde se utiliza :

Los polímeros de nailon son comunes en engranajes, casquillos, cintas transportadoras y otros componentes mecánicos. Además, puedes encontrarlo en textiles, componentes de automoción y artículos deportivos.

PE (HDPE y LDPE)

El polietileno (PE) es un polímero de densidad relativamente baja que está 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 rayos ultravioleta en ausencia de aditivos específicos.

• Dónde se utiliza :

Puede utilizar HDPE para fabricar tuberías, ciertos recipientes y tablas de cortar. Mientras que el LDPE es común en la fabricación de paquetes, bolsas y tubos.

VISTAZO

El término PEEK significa poliéter éter cetona. Es un polímero termoplástico de alto rendimiento famoso por su resistencia, resistencia química y resistencia al calor. Es muy costoso y requiere muchas técnicas e implementaciones en comparación con otros plásticos CNC.

• Dónde se utiliza :

PEEK es aplicable en la industria aeroespacial, implantes médicos y la industria automotriz que requieren un alto rendimiento en condiciones estresantes.

PP

El polipropileno (PP) es un plástico resistente y liviano que es bien conocido por su asombrosa flexibilidad y su resistencia química. Puede ser sensible a los rayos UV y, por tanto, pudrirse fácilmente. Además, puede volverse quebradizo si se expone a bajas temperaturas. También tiene algunos límites de exposición al calor. 

• Dónde se utiliza :

Hoy en día, se puede encontrar PP en envases de alimentos, piezas de vehículos, medicamentos y otros tejidos. Debido a las propiedades del material, el PP se utiliza fácilmente en varias aplicaciones.

PBT

El tereftalato de polibutileno (PBT) es otro polímero fuerte. Tiene sustancialmente más resistencia al calor junto con aislamiento eléctrico. Proporciona buena resistencia química y estabilidad dimensional y es más adecuado para piezas eléctricas. El PBT es frágil en temperaturas frías, radiación y exposición prolongada a los rayos UV.

• Dónde se utiliza :

El PBT se aplica a conectores eléctricos, componentes automotrices y electrodomésticos debido a su dureza y confiabilidad.

PEI

La polieterimida (PEI) es un plástico resistente que contiene una gran resistencia al calor. Aporta notables propiedades y estabilidad. Pero tiene precios altos y recursos escasos en el mercado. Además, puede desarrollar grietas por tensión.

• Dónde se utiliza :

La polieterimida encuentra aplicación principalmente en las áreas de la industria aeroespacial, la fabricación de equipos médicos y la electrónica. Se puede decir que se encuentra en dispositivos que requieren una gran resistencia al calor.

PD

El poliestireno (PS) también se llama poliestireno espumoso. Es un poliestireno ligero y resistente que está disponible en forma sólida y de espuma. Barato y fácil de fabricar. Pero el punto débil es que es frágil, no biodegradable y poco resistente a los impactos. También es inflamable y no tiene resistencia al calor.

• Dónde se utiliza :

Debido a su versatilidad y costo, el poliestireno es popular en embalajes, vasos de embalaje, aislamiento y kits de modelos.

PVC

La palabra cloruro de polivinilo, también conocida como plástico PVC, es uno de los tipos de material más duraderos y estables. Tiene una fuerte resistencia a los productos químicos. También es económico e ignífugo gracias a la inclusión de aditivos.  Pero el PVC no es más ecológico que cualquier otro producto y libera gases nocivos al quemarse. Algunas formulaciones pueden volverse quebradizas con el tiempo.

• Dónde se utiliza :

El cloruro de polivinilo se utiliza para tuberías, ventanas, tarimas y longitudes de onda eléctricas. Sus usos van desde la construcción hasta las ventanas debido a su resistencia.

PTFE (teflón)

El PTFE o teflón es conocido por muchos como un tejido antiadherente, elástico pero resistente al calor. Además, es un material conductor de electricidad y química. Desafortunadamente, su procesamiento es bastante complejo y costoso. Puede sufrir degradación con radiaciones de alta energía o impactos.

• Dónde se utiliza :

El PTFE se utiliza para recubrir utensilios de cocina, juntas, sellos e incluso aislamiento eléctrico. También está muy extendido en procesos industriales donde se necesita una baja fricción.

Una vista rápida del cuadro de maquinabilidad del plástico

Tipo de plástico CNC
Maquinabilidad
Características clave
ABS
Excelente
Fácil de mecanizar, bajo coste, bueno resistencia al impacto , y se puede termoformar fácilmente.
PC (Policarbonato)
De regular a bueno
Duro y resistente a los impactos, pero puede ser propenso a agrietarse bajo ciertas condiciones.
Acrílico (PMMA)
Excelente
Fácil de mecanizar, produce acabados lisos, pero quebradizos y pueden agrietarse bajo tensión.
POM (Acetal)
Excelente
Baja fricción, alta rigidez excelente dimensión estabilidad , ideal para engranajes y rodamientos.
Nailon (PA)
De regular a bueno
Excelente resistencia al desgaste, pero puede absorber humedad, lo que puede afectar la calidad del mecanizado.
PE (HDPE y LDPE)
Excelente
Suave y fácil de mecanizar, baja fricción, pero puede deformarse si no se soporta adecuadamente.
VISTAZO
Justo
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
Justo
Buen calor y resistencia química , pero puede ser frágil y difícil de mecanizar.
PEI (polieterimida)
De regular a pobre
Material de altas prestaciones, resistente al mecanizado debido a su gran rigidez.
Mascota
Bueno
Buena estabilidad dimensional, fácil de mecanizar, pero puede deformarse bajo tensión.
PS (Poliestireno)
Excelente
Fácil de mecanizar, se pueden conseguir acabados lisos, pero quebradizos y propensos a agrietarse.
PVC
Justo
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 a utilizar en un proyecto de mecanizado CNC. Por ejemplo, polímeros como PEEK y nailon ofrecen alta resistencia y buena resistencia al desgaste y pueden usarse como elementos portantes. 

Por otro lado, el acrílico es un polímero diseñado para ofrecer flexibilidad y transparencia en lugar de resistencia al pulgar, por ejemplo. Por lo tanto, seleccione el material que se alinee con los requisitos mecánicos de la aplicación.

Resistencia a la corrosión

Si su proyecto involucra productos químicos, humedad o condiciones extremas, entonces es recomendable utilizar plásticos CNC altamente resistentes a la corrosión. Los productos químicos se manejan mejor con plástico PTFE (teflón) y PVC, mientras que el HDPE funciona mejor en áreas con alta humedad. Utilizar la selección correcta garantiza confiabilidad y funcionamiento a través 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 alta temperatura. 

Por otro lado, algunos materiales CNC, como por ejemplo el PP, pueden expandirse más de lo deseado debido a los cambios de temperatura. 

Costo y disponibilidad

A menudo el costo y la disponibilidad del material son aspectos importantes que afectan la decisión. Los plásticos genéricos como ABS y PP son más baratos y fáciles de conseguir. Mientras que los materiales especializados como PEI o PEEK son más caros pero tienen ventajas específicas. Es importante lograr un buen equilibrio entre rendimiento y presupuesto.

Requisitos de acabado superficial

Al observar algo visualmente, es fundamental tener en cuenta si la estética y la calidad de la superficie son de suma importancia.

Para facilitar su uso, los materiales de alta resistencia a la tracción como el POM son adecuados para aplicaciones con requisitos sencillos. El resultado final debe armonizarse de tal forma que coincida en función y estética.

Consejos para trabajar con máquinas de plástico CNC

Herramientas afiladas, alto avance, bajas RPM

Las herramientas de corte deben estar afiladas, ya que son eficaces para evitar el desgarro del plástico que se va a mecanizar con CNC. Se debe emplear un equilibrio entre alto avance y bajas RPM para evitar el calentamiento y la fusión del material. 

Sujete con cuidado

La mayoría de los plásticos CNC tienden a deformarse bajo presión. Por lo tanto, utilice almohadillas de aire o almohadillas suaves para distribuir la presión y evitar apretar demasiado la máquina. Además, al mismo tiempo, evite el uso de una mesa de vacío que pueda provocar su 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 emplear 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 CNC blandos

Para plásticos blandos como LDPE, permita cortes de gran tamaño según sea necesario. Significa realizar cortes cerca de los bordes y ajustes para evitar deformaciones, especialmente durante el acabado de las operaciones.

Haz cortes grandes y profundos

Cuando se trabaja 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. Elija la profundidad de corte teniendo en cuenta el tamaño de la herramienta, el recubrimiento de la herramienta, la velocidad y el avance. 

Liquidación adecuada de virutas

Garantizar una limpieza mediante chorro de aire o uso de sistemas de aspiración a chorro o a quemarropa. Aparte de esto, instale la herramienta sobre el material que se está mecanizando de manera que nunca permita que la acumulación de virutas afecte el corte que se está realizando.

Además, también es esencial combinar 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, sólo las máquinas CNC de 3, 4 y 5 ejes pueden crear superficies curvas complejas y elementos salientes. 

Técnicas de mecanizado CNC para Piezas de plástico

Las máquinas CNC fabrican piezas de plástico mediante procesos de mecanizado. Estas técnicas eliminan material para darles una forma particular que se adapte a los requisitos del diseño. Dependiendo de la complejidad y el tipo de material a utilizar, se pueden aplicar varias 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 gira para crear una pieza de plástico. La mayoría de las veces, las herramientas de corte tienen ángulos de ataque negativos para evitar el contacto y el roce de la herramienta. Además, modifican los ángulos de relieve según el material. 

La herramienta que se está fabricando requiere un acabado suave que se puede lograr puliéndola. Requiere una tasa de avance más baja:0,015 IPR para un corte preliminar y 0,005 IPR para un corte terminado. Los cambios de ángulo mejorados tienden a mejorar la precisión extraespinal y la suavidad final.

Fresado CNC

Una pieza compleja se fabrica cortando una pieza de trabajo con cortadores giratorios y extrayendo material de ella mediante fresado de plástico. Las herramientas de corte que se utilizan para reforzar plásticos se pueden redondear en las esquinas interiores para obtener mejores resultados.

La alta velocidad del husillo y la sujeción adecuada aumentan 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 agujeros dentro de termoplásticos con ciertas brocas colocadas en ángulos que oscilan entre 90 y 150 grados. El procedimiento emplea además el uso de sistemas de enfriamiento para disipar el calor creado como resultado de la perforación. También sirve para mejorar la eliminación de virutas. Mantenga la profundidad de perforación no más de 3 a 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 y que son planos o curvos también se cortan de forma controlada mediante el uso de enrutadores CNC. Todos estos procesos y velocidades óptimas proporcionan resultados fluidos y precisos en todos los ámbitos.

Aplicaciones industriales de piezas de plástico 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 trasciende con el uso del mecanizado de plástico. Los métodos también garantizan el cumplimiento de seguridad con requisitos estrictos y al mismo tiempo permiten producir detalles grabados.

• Componentes de automoción: Puede mecanizar piezas de plástico como tableros y orificios de ventilación mediante control numérico por computadora. Como resultado, disminuye el peso de la carrocería de un automóvil y 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 lo que respecta a la aeronáutica el plástico es el material utilizado. Este proceso es crucial ya que los detalles de los plásticos mecanizados por CNC a través de estos métodos están sometidos a una enorme tensión y requieren la máxima precisión.
• Industria Electrónica: Dentro de la electrónica, Se utilizan componentes de plástico mecanizados, como conectores, carcasas y teclados. Los conectores sobremoldeados junto con plástico mejoran el aislamiento y la robustez de los sistemas delicados.

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Preguntas frecuentes

1. ¿Qué plástico me recomiendas fresar?

Cualquiera que sea el proyecto que esté realizando, en promedio ABS o POM son mejores para uso común. Pero si lo que necesita es un alto rendimiento, eche un vistazo al PEEK o al nailon, que ofrecen alta resistencia y buena durabilidad.

2. ¿Cuánto tiempo se tarda en cortar plástico con una máquina CNC?

Eso depende del material, de la complejidad de la pieza que necesita y de la configuración de la máquina que seleccionó. Como regla general, cortar artículos blandos lleva un minuto; las piezas de mayor complejidad pueden tardar horas.