Mecanizado de acrílico versus policarbonato:diferencias clave y elección del material adecuado

Publicado el 16 de noviembre de 2022

Publicado anteriormente en fastradius.com el 16 de noviembre de 2022

El acrílico, también conocido como plexiglás o polimetacrilato de metilo (PMMA), y el policarbonato son plásticos ligeros y transparentes adecuados para la fabricación de piezas mediante mecanizado CNC. El acrílico es conocido por su fuerza y transparencia, lo que lo convierte en una excelente alternativa al vidrio estándar, mientras que el policarbonato es increíblemente duro y resistente a los impactos, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren claridad y mayor durabilidad, como el vidrio de seguridad.

Si bien el acrílico y el policarbonato son similares en muchos aspectos, existen algunas diferencias importantes entre estos dos materiales comunes que pueden hacer que uno sea más adecuado para una aplicación particular que el otro, o afectar el proceso de mecanizado y, por lo tanto, el tiempo de entrega y el costo. En este artículo, repasaremos lo que necesita saber sobre el mecanizado de acrílico y policarbonato para que pueda seleccionar la mejor opción de fabricación para su proyecto y crear diseños que funcionen con el material que elija.

Mecanizado de acrílico y policarbonato:lo que necesita saber

Cuando se trata de mecanizar acrílico, el acrílico fundido suele ser una mejor opción que el acrílico extruido, ya que es más probable que este último se agriete o se astille durante el proceso de mecanizado. Esto significa que las estrategias de trayectoria a veces necesitan una selección cuidadosa para evitar que se rompa la pieza. Además, dado que los acrílicos no son muy resistentes al calor, es necesario utilizar una herramienta de corte afilada para obtener un acabado superficial liso. El bajo punto de fusión del acrílico significa que también será necesario utilizar una velocidad de corte más baja que otros plásticos durante el mecanizado, ya que velocidades de avance más altas generarán más fricción y calor, y potencialmente arruinarán su pieza. Si es necesario, el acrílico se puede guardar en un congelador antes de mecanizarlo para garantizar que permanezca lo más frío posible.

Gracias a su dureza y resistencia al impacto, el policarbonato es mejor para el mecanizado y se adapta especialmente bien al fresado CNC. Sin embargo, al mecanizar policarbonato, el filo de la herramienta de corte sigue siendo importante, ya que las láminas de policarbonato pueden derretirse si se acumula demasiado calor durante el proceso de mecanizado. Dado que es menos probable que el policarbonato se astille que el acrílico, tiende a ser más fácil de mecanizar y permite utilizar estrategias de trayectoria de herramienta más estándar. Además, debido a que existe un rango de trabajo de temperatura más alto, se pueden utilizar estrategias más agresivas con menos posibilidades de causar problemas, lo que potencialmente ahorra tiempo y dinero.

Aplicaciones del Acrílico y Policarbonato

Tanto el acrílico como el policarbonato son livianos, mecanizables y tienen características únicas que los hacen adecuados para una variedad de aplicaciones en todas las industrias.

El acrílico es un material popular en las industrias automovilística, de la construcción y aeroespacial, y a menudo se utiliza para cosas como cajas secas, lentes, escudos contra la radiación y desecadores. Además, su transparencia, solidez y alta resistencia al impacto lo convierten en una excelente alternativa al vidrio, y comúnmente se puede encontrar usado en invernaderos, acuarios, terrarios, barreras de seguridad y más.

Al igual que el acrílico, el policarbonato es popular en las industrias automotriz, aeroespacial y de la construcción, pero su resistencia al calor y su fuerte estabilidad dimensional lo hacen muy popular en la industria médica, ya que las piezas de policarbonato pueden resistir autoclaves limitadas y esterilización por irradiación. Entre sus aplicaciones más comunes, el policarbonato se utiliza a menudo para exhibidores minoristas en puntos de compra, protectores faciales, elementos arquitectónicos, colectores transparentes, ventanas a prueba de balas y mucho más.

Pros y contras de utilizar acrílico para tus piezas

El acrílico ofrece una variedad de atributos positivos, que incluyen:

• Transparencia:  El acrílico puede dejar pasar hasta el 92% de la luz, lo que lo hace más transparente que algunos grados de vidrio y la mayoría de los otros termoplásticos. También se puede colorear sin sacrificar su transparencia, aunque también es posible fabricar piezas acrílicas más opacas.
• Fuerza:  El acrílico es mucho más fuerte y resistente a los impactos que el vidrio. La mayoría de los grados de acrílico son de cuatro a ocho veces más resistentes que el vidrio.
• Resistencia ambiental:  El acrílico es naturalmente resistente a los rayones, la intemperie y la radiación UV, lo que lo hace ideal para aplicaciones en exteriores.
• Resistencia química:  El acrílico es resistente a muchos productos químicos, incluidos álcalis, detergentes, limpiadores y ácidos inorgánicos diluidos.
• Absorción de humedad:  El acrílico tiene una baja absorción de humedad, lo que le permite conservar sus dimensiones cuando se utiliza en aplicaciones al aire libre.
• Compatibilidad con recubrimientos:  Las piezas acrílicas se pueden recubrir con capas antiestáticas, duras o antideslumbrantes para mejorar la calidad de su superficie, extender su vida útil y garantizar que cumplan con requisitos específicos.
• Asequibilidad:  A pesar de su resistencia, durabilidad y claridad, el acrílico sigue siendo relativamente económico de fabricar y mecanizar. En comparación, el policarbonato es entre un 35 y un 40 % más caro.
• Color:  El acrílico está disponible en una amplia gama de colores.

El mecanizado CNC de acrílico no está exento de desventajas. Como se señaló anteriormente, el acrílico es más susceptible a agrietarse y astillarse que el policarbonato, y es un poco más difícil de mecanizar, ya que perderá integridad estructural y comenzará a derretirse a temperaturas superiores a 160 °C. Al diseñar piezas acrílicas para mecanizado CNC, deberá recordar ese punto de fusión relativamente bajo porque hace que el material sea más susceptible a la deformación durante el proceso de fabricación. Para evitar el riesgo de derretir y lograr un acabado superficial de calidad, es fundamental utilizar una velocidad de avance y una profundidad de pasada adecuadas. De manera similar, para reducir la vibración y lograr cortes de calidad, las piezas acrílicas deben mecanizarse utilizando herramientas con una longitud de flauta corta y una profundidad de corte de aproximadamente la mitad del diámetro de la broca.

El uso previsto de su producto también determinará si el acrílico es la mejor opción para su proyecto. Por ejemplo, la extrema biocompatibilidad del acrílico lo convierte en una buena opción para implantes óseos, dentaduras postizas u otras aplicaciones de contacto con la piel; De manera similar, su resistencia a la intemperie, la radiación ultravioleta y los rayones lo convierten en una buena opción para piezas que se utilizarán al aire libre. Por otro lado, el acrílico podría no ser la mejor opción para recipientes de alimentos que estarán expuestos a ambientes de altas temperaturas, como lavavajillas o microondas, ya que las piezas acrílicas solo mantendrán sus dimensiones hasta 149 °F (65 °C), momento en el cual comienzan a ablandarse. 

Pros y contras de utilizar policarbonato para sus piezas

Los aspectos positivos de utilizar policarbonato incluyen:

• Transparencia:  El policarbonato es un termoplástico naturalmente transparente que puede transmitir la luz con tanta eficacia como el vidrio, lo que lo hace ideal para lentes, iluminación y vidrio a prueba de balas. Al igual que el acrílico, el policarbonato se puede colorear sin sacrificar su transparencia.
• Variedad:  Hay varias formulaciones de policarbonato en el mercado, incluidas variantes rellenas de vidrio y que cumplen con la FDA, por lo que es probable que pueda encontrar una que satisfaga las necesidades de su proyecto.
• Resistencia y resistencia al impacto:  El policarbonato tiene una resistencia a la tracción aproximadamente 200 veces mayor que la del vidrio y es muy resistente al impacto. En consecuencia, se utiliza a menudo en vidrios resistentes a balas y equipos de protección.
• Contracción y estabilidad dimensional:  El policarbonato mantendrá sus dimensiones en la mayoría de las condiciones y tiene una baja tasa de contracción del 0,6 al 0,9 %.
• Resistencia ambiental:  El policarbonato es naturalmente resistente a la radiación UV y puede soportar diferentes niveles de humedad y temperaturas fluctuantes, lo que lo convierte en un material excelente para aplicaciones y gafas en exteriores.
• Resistencia química:  El policarbonato es resistente a muchos productos químicos, incluidos ácidos diluidos, aceites, ceras, hidrocarburos alifáticos, alcoholes y grasas.
• Absorción de humedad:  El policarbonato tiene una absorción de humedad ligeramente menor en comparación con el acrílico.
• Compatibilidad con recubrimientos:  Al igual que el acrílico, los componentes de policarbonato se pueden recubrir con capas antiestáticas, duras y antideslumbrantes. El policarbonato también es compatible con capas UV y antivaho.
• Alta maquinabilidad:  Dado que es tan duradero y tolerante al calor, el policarbonato es más fácil de mecanizar que el acrílico.

Si bien el policarbonato tiene muchos atributos positivos, existen algunas desventajas al utilizarlo para un proyecto de mecanizado CNC, incluido su alto costo y su susceptibilidad a abollarse. Además, dado que el policarbonato se raya fácilmente, es más probable que requiera un acabado, lo cual se complica por el hecho de que solo ciertos procesos de acabado, como el pulido con vapor y el recubrimiento, funcionan con piezas de policarbonato.

Además, es importante tener en cuenta que las piezas de policarbonato también son propensas a desarrollar hundimientos o huecos en secciones más gruesas. Para evitar esto, es mejor dividir los elementos más gruesos en secciones más pequeñas y delgadas para ensamblarlas más tarde. Es fácil recordar este consejo teniendo en cuenta los costos:mecanizar una pieza gruesa a partir de un solo bloque de policarbonato generalmente será más costoso que trabajar con piezas más pequeñas debido al costo de las materias primas y el tiempo de mecanizado.

Opciones de acabado para acrílico y policarbonato

Hay varias opciones de acabado disponibles para acrílico y policarbonato, incluidas algunas que ayudarán a que sus piezas se vean y se sientan listas para aplicaciones finales e incluso mejoren la claridad:

• Acabado mecanizado:  El acabado estándar y más económico, "tal como mecanizado" o "tal como fresado", significa que no se aplica ningún posprocesamiento adicional a la pieza. Las piezas mecanizadas tienen acabados dimensionales ajustados y pueden representar una opción de fabricación más rápida y asequible. En algunos casos, las piezas mecanizadas pueden tener pequeñas pero visibles marcas de herramientas, imperfecciones o rayones en la superficie.
• Granallado:  El chorreado con perlas, un acabado económico que crea una apariencia uniforme, tiende a dejar un acabado opaco o satinado y es eficaz para eliminar marcas de herramientas e imperfecciones de la superficie.
• Pulido con vapor:  Esta opción de acabado utiliza vapor de solvente para transformar superficies mate u opacas en superficies lisas, de alto brillo u ópticamente transparentes. El pulido con vapor se utiliza a menudo en piezas donde las superficies rugosas son inaceptables o donde la claridad es primordial. 

Con suficiente cuidado durante el proceso de corte, las superficies mecanizadas de piezas acrílicas y de policarbonato normalmente serán translúcidas, pero pueden volverse casi opacas si el material se derrite. Si se produce fusión, es posible abordar la opacidad de la superficie con opciones de posprocesamiento, como el pulido con vapor. Sin embargo, vale la pena señalar que los acabados mecanizados para piezas de acrílico y policarbonato no serán ópticamente claros, aunque es posible lograr claridad óptica si se utilizan herramientas de diamante, pero esto debe solicitarse específicamente durante el proceso de cotización, ya que aumentará significativamente el costo.

Conclusión:Comparación del acrílico y el policarbonato para el mecanizado

Se debe tener especial cuidado con los diseños que incluyen acrílico mecanizado debido a la mayor probabilidad de que se produzcan grietas por tensión. Teniendo esto en cuenta, es recomendable utilizar herramientas de corte afiladas para evitar que el acrílico se derrita o se agriete; Los cortadores de diamante producen el mejor acabado superficial, aunque los cortadores de carburo son mucho más asequibles. También será necesario utilizar una velocidad de avance relativamente rápida para evitar que el acrílico se derrita, pero recuerde que ir demasiado rápido puede provocar una presión de corte extrema y roturas.

Si bien el policarbonato generalmente se adapta mejor al mecanizado gracias a su rigidez, dureza, durabilidad y mayor punto de fusión, la desventaja es que el policarbonato es menos transparente que el acrílico. Sin embargo, si necesita crear piezas de uso específico, como equipos de protección, cajas de fusibles o componentes grandes y resistentes, es posible que la transparencia no sea un problema. Por otro lado, si estás diseñando un producto para el cual la transparencia es una prioridad absoluta, puede que valga la pena hacer un esfuerzo adicional para mecanizar el acrílico.

Dando vida a sus diseños de piezas con SyBridge

Seleccionar un material adecuado para su proyecto de fabricación puede marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso. Si bien hemos explorado los aspectos positivos y negativos del acrílico y el policarbonato, vale la pena recordar que no son sus únicas opciones. Numerosos materiales de mecanizado CNC pueden ser compatibles con el diseño de su pieza y la aplicación prevista, y elegir el correcto puede ser un proceso complicado. 

Afortunadamente, un socio de fabricación como SyBridge puede reducir esa complejidad y abordar los desafíos que presentan ciertos materiales. Más allá de ayudarlo a decidir si el acrílico, el policarbonato u otro material funcionará mejor para su pieza, nuestro equipo puede ofrecerle acceso a las herramientas y la experiencia que necesitará para garantizar que la producción se realice de la manera más fluida y rentable posible. Y poner en marcha su proyecto es sencillo:simplemente cree una cuenta y cargue sus diseños para obtener una cotización de sus piezas al instante. O bien, para obtener más información sobre cómo podemos hacer posible su proyecto, contáctenos hoy.