Descubra los increíbles beneficios de estos 11 plásticos de mecanizado CNC de alto rendimiento

Los plásticos son parte integral de la industria de fabricación moderna:están ampliamente disponibles, la mayoría son asequibles y son compatibles con los procesos de fabricación populares como el moldeo por inyección, la impresión 3D y el mecanizado CNC.

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo que utiliza herramientas giratorias y taladros para eliminar sistemáticamente material de un bloque sólido de material, dando así forma a la pieza. Cuando se trata de fabricar piezas de plástico, el mecanizado CNC es más preciso que el moldeo por inyección. Además, el mecanizado CNC es compatible con una gama más amplia de plásticos que muchos otros métodos de fabricación, lo que hace que la producción de piezas mediante el mecanizado sea una opción deseable para muchos equipos de productos. Aquí hay 11 de los plásticos de mecanizado CNC más comunes disponibles en la actualidad:

11 plásticos CNC comunes

1. Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)

El ABS es un termoplástico de ingeniería popular conocido por su fuerza y ​​resistencia al impacto, alta resistencia al calor y buena maquinabilidad. Este plástico es un buen aislante, ideal para aplicaciones eléctricas, y se mantiene mecánicamente estable a lo largo del tiempo.

Dado que ABS es tan liviano, asequible y ampliamente disponible, muchos equipos de productos lo utilizan para la creación rápida de prototipos. Otras aplicaciones comunes incluyen gabinetes electrónicos, tapas de teclados y componentes de tableros de automóviles.

Aunque el ABS es fuerte, es altamente susceptible al desgaste por ciertas grasas, solventes y alcoholes. Además, los grados ordinarios de ABS que no han sido tratados con estabilizadores térmicos modificados se queman fácilmente y, a veces, continúan ardiendo incluso después de que se haya quitado la llama.

Especificaciones mecánicas:

• Alargamiento a la rotura:10 – 50 %
• Módulo de flexión:1,6 – 2,4 GPa
• Resistencia a la tracción:29,8 – 43 MPa
• Dureza Shore D:100

2. Nailon 66

El nailon, también conocido como poliamida (PA), es una amplia categoría de termoplásticos de ingeniería de baja fricción con alta resistencia al impacto, alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos, y excelentes propiedades mecánicas en general.

El nailon 66 es particularmente adecuado para el mecanizado CNC porque es lo suficientemente fuerte y duradero para una amplia variedad de aplicaciones en muchas industrias, incluidas la automotriz y la de dispositivos médicos. Este plástico es naturalmente de alto rendimiento, puede soportar mucho desgaste y resiste el daño del aceite y el combustible. Sin embargo, el nailon 66 tiene una estabilidad dimensional baja cuando se humedece, y se humedece con mucha facilidad. Tampoco resiste bien la presencia de ácidos minerales fuertes.

Especificaciones mecánicas:

• Alargamiento a la rotura:150 – 300 %
• Módulo de flexión:2965 MPa
• Resistencia a la tracción:76 MPa
• Dureza:116, Rockwell R

3. Polieteretercetona (PEEK)

PEEK es un termoplástico de alto rendimiento conocido por su combinación inusual de propiedades mecánicas. Este plástico es resistente a productos químicos, desgaste, fluencia, fatiga, líquidos y temperaturas de hasta 260 °C (480 °F). También es liviano, lo suficientemente fuerte como para soportar condiciones ambientales adversas e insoluble en todos los solventes comunes. Además, PEEK es reciclable y biocompatible.

Al igual que el nailon, PEEK se usa a menudo para reemplazar el metal en el mecanizado CNC. Las aplicaciones comunes incluyen unidades de pistón, piezas críticas de motores de aviones y jeringas dentales.

A pesar de todas sus fortalezas, PEEK no es resistente a la luz ultravioleta y no resiste bien la presencia de halógenos o sodio. Además, es uno de los plásticos de mecanizado CNC más caros del mercado:los equipos de productos solo deberían considerar usarlo para sus aplicaciones más exigentes.

Especificaciones mecánicas (PEEK sin relleno):

• Alargamiento a la rotura:30 – 150 %
• Módulo de flexión:3,7 – 4 GPa
• Densidad:1,26 – 1,32 g/cm3
• Resistencia (impacto Izod con muescas a temperatura ambiente):80 – 94 J/m

4. (Poliacetal polioximetileno) POM

Más comúnmente conocido por su nombre comercial, Delrin, POM es uno de los plásticos CNC más mecanizables. Los equipos de productos eligen POM cuando necesitan un plástico de alta resistencia y rigidez con excelente resistencia al calor, al desgaste, a la intemperie, a los productos químicos y al combustible.

Delrin 570 y 150 son los grados más comunes de POM utilizados en el mecanizado CNC porque tienen una excelente estabilidad dimensional y son ideales para crear piezas precisas con tolerancias estrechas. Sin embargo, este plástico tiene poca resistencia a los ácidos. Además, puede ser difícil vincularse. Las aplicaciones comunes de POM incluyen componentes de cinturones de seguridad, cigarrillos electrónicos, plumas de insulina y medidores de agua.

Especificaciones mecánicas (Delrin 570):

• Módulo de tracción:4900 MPa
• Módulo de flexión:4600 MPa
• Fuerza de impacto, IZOD con muescas:6 kJ/m²
• Resistencia a la tracción a la rotura:53 MPa

5. Policarbonato (PC)

La PC es bien conocida y ampliamente utilizada en la industria manufacturera. Es resistente pero liviano, naturalmente retardante del calor y ofrece excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. PC también es más eficiente que otros termoplásticos de ingeniería.

Los diseñadores deben saber que la PC es transparente por naturaleza y puede transmitir la luz tan bien como el vidrio; además, toma muy bien el color. Las aplicaciones comunes incluyen gafas de seguridad, implementos quirúrgicos, disyuntores y CD/DVD.

Desafortunadamente, las buenas propiedades mecánicas de la PC se degradarán después de una exposición prolongada al agua a más de 60 °C. Además, aunque la PC es resistente a ácidos diluidos, aceites y grasas, es susceptible al desgaste por hidrocarburos y amarilleará con el tiempo después de una exposición prolongada a los rayos UV.

Especificaciones mecánicas:

• Alargamiento a la rotura:50-120 %
• Módulo de flexión:2,2-2,5 GPa
• Resistencia a la tracción a la rotura:55-77MPa
• Dureza Shore D:90-95

6. Politetrafluoroetileno (PTFE)

El PTFE, comúnmente conocido como teflón, es un polímero versátil de alto rendimiento con una serie de propiedades mecánicas que lo hacen valioso para los equipos de producción que diseñan productos comerciales. Este plástico es resistente a los productos químicos, la temperatura, la luz, los rayos UV, el agua, la intemperie y la fatiga. Conocido por sus excelentes propiedades antiadherentes, el PTFE se encuentra más comúnmente en los recubrimientos para sartenes antiadherentes, pero también se usa para juntas, piezas de semiconductores e incluso parches para el corazón.

El PTFE tiene el coeficiente de fricción más bajo de cualquier material sólido y es uno de los cinco plásticos más resistentes a la corrosión. Sin embargo, las propiedades mecánicas del PTFE son generalmente inferiores a las de otros plásticos de ingeniería a temperatura ambiente, aunque esto se puede remediar agregando los rellenos adecuados. También es importante tener en cuenta que existen límites en el grosor de las piezas fabricadas con PTFE, ya que normalmente solo está disponible en placas o varillas de dos pulgadas de grosor. El PTFE también es sensible a la fluencia y la abrasión.

Especificaciones mecánicas:

• Alargamiento a la rotura:300-550 %
• Módulo de tracción:550 MPa
• Rigidez dieléctrica:19,7 kV/mm
• Coeficiente dinámico de fricción:0,04

7. Plásticos de polietileno de alta densidad (HDPE)

El HDPE es un plástico flexible y fácil de procesar que es resistente al agrietamiento por tensión, a los productos químicos y a los corrosivos, incluso a bajas temperaturas. Ofrece la misma excepcional resistencia al impacto del polietileno de baja densidad (LDPE) con una resistencia a la tracción cuatro veces mayor. Sin embargo, este material tiene poca resistencia a los rayos UV. Las aplicaciones comunes incluyen tapones, sellos y aisladores eléctricos.

Especificaciones mecánicas:

• Alargamiento a la rotura:500 %
• Resistencia a la tracción:4000 PSI
• Densidad:0,035 lb/cu. en.
• Dureza:Rockwell R65

8. Polietileno de ultra alto peso molecular (UHMW)

UHMW es un plástico resistente, versátil y altamente maquinable con alta resistencia a la abrasión y al desgaste. Los equipos de productos recurren a este material cuando necesitan un plástico duradero y de baja fricción para sus aplicaciones industriales.

Los equipos de productos deben tener en cuenta que UHMW no es adecuado para aplicaciones de alta carga porque es muy susceptible a la fluencia y no debe usarse en temperaturas que superen los 80 a 100 °C. UHMW se encuentra comúnmente en revestimientos de caja de camión, piezas de maquinaria de procesamiento de alimentos, tiras de desgaste y almohadillas de guardabarros de muelle marino.

Especificaciones mecánicas:

• Resistencia a la tracción:3100 PSI
• Módulo de flexión:110 000 PSI
• Impacto IZOD (con muescas):18,0

9. Metacrilato de polimetilo (PMMA)

El PMMA, comúnmente conocido como acrílico o vidrio acrílico, es un termoplástico rígido ampliamente conocido por su resistencia a roturas. Es duro, liviano y resistente a la mayoría de los productos químicos de laboratorio. Sin embargo, se descompone cuando se usa con hidrocarburos clorados o aromáticos, cetonas o éteres.

En comparación con el poliestireno, el PMMA transmite mejor la luz y es más resistente a la intemperie y a los rayos UV. Desde el punto de vista del diseño, este plástico ofrece opciones ilimitadas de coloración y un índice de refracción de 1,49.

Sin embargo, el PMMA no es muy resistente al calor, impacto, desgaste o abrasión. Además, este material es propenso a agrietarse bajo cargas pesadas. Como tal, los equipos de productos solo deben considerar el PMMA para aplicaciones de bajo estrés, como marquesinas de invernaderos, cubiertas de luces indicadoras de automóviles, paneles solares y dispositivos de prueba de drogas.

Especificaciones mecánicas:

• Alargamiento a la rotura:2 – 10 %
• Módulo de flexión:2,5 – 3,5 GPa
• Dureza Shore D:90 – 99
• Resistencia a la tracción a la rotura:38 – 70 MPa

10. Polipropileno (PP)

El polipropileno es un plástico de mecanizado CNC rentable que ofrece una combinación única de propiedades que no se encuentran en muchos otros plásticos. Es liviano, altamente resistente a químicos en ambientes corrosivos y resistente a la mayoría de los solventes orgánicos, agentes desengrasantes y electrolitos.

En comparación con el LDPE y el HDPE, el PP tiene una menor resistencia al impacto, pero lo compensa con la resistencia a la tracción. Al igual que el PTFE, el PP generalmente se limita a láminas de tres pulgadas para el mecanizado, por lo que el tamaño de la pieza es limitado.

Especificaciones mecánicas:

• Resistencia a la tracción en el rendimiento:4800 PSI
• Resistencia a la flexión:5400 PSI
• Módulo de flexión:160 000 PSI
• Dureza:80 Rockwell R

11. Polietileno de baja densidad (LDPE)

El LDPE es un plástico de mecanizado CNC resistente pero flexible conocido por su flexibilidad a baja temperatura y resistencia a la corrosión. Es fácil de soldar y termosellar y ofrece una buena resistencia química.

El LDPE se utiliza principalmente para ortesis y prótesis. Sin embargo, el LDPE no debe usarse para aplicaciones en las que se requiera rigidez, alta resistencia estructural y resistencia a altas temperaturas. El tamaño de la pieza también está limitado debido a las limitaciones de grosor del LDPE comercialmente disponible.

Especificaciones mecánicas:

• Resistencia a la tracción:1400 PSI
• Módulo de flexión:30 000 PSI
• Fuerza de impacto IZOD (con muescas):sin ruptura

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El mecanizado CNC es un proceso de fabricación versátil que permite a los equipos de desarrollo de productos e ingenieros crear piezas de alta calidad con geometrías complejas. Sin embargo, dado que el mecanizado CNC es compatible con casi cualquier material que se pueda mecanizar, los ingenieros tienen muchas opciones. Explorar todas las opciones posibles y elegir el material que mejor se adapte a su caso de uso puede ser un desafío y llevar mucho tiempo.

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