cnc (control numérico de computadora) mecanizado es un Proceso eficiente y de alta precisión para producir piezas de alta calidad de diversos materiales Al igual que la cerámica, la madera y los compuestos. Si necesita una parte de plástico y decide tenerla mecanizada por CNC, el primer paso es elegir el tipo correcto de plástico. Sin embargo, con tantas opciones maquinables disponibles, ¿cómo elige las correctas? Sigue leyendo: este artículo lo guiará a las respuestas.
Materiales plásticos comunes utilizados en mecanizado CNC
No todos los plásticos son adecuados para el mecanizado. La maquinabilidad de un plástico depende de las propiedades mecánicas clave, como la resistencia al impacto, la resistencia al desgaste y la estabilidad dimensional. Estas propiedades también pueden variar según el tratamiento del material, por ejemplo, muchas termoplásticas de alta temperatura como PEEK y PPS sufren recocido antes del mecanizado para reducir el estrés interno y mejorar la estabilidad.
La mayoría de los materiales termoplásticos pueden producir buenos resultados a través del mecanizado CNC. A continuación, nos centraremos en los plásticos más utilizados en el mecanizado CNC. Para obtener una selección más amplia de plásticos, consulte los servicios de mecanizado CNC de plástico de Chiggo para obtener detalles adicionales.
ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)
El ABS es un plástico versátil de uso general que ofrece un excelente equilibrio de dureza, resistencia al impacto y maquinabilidad a un precio bajo. Es fácil procesar a través del moldeo por inyección, el mecanizado CNC o la impresión 3D y tiene un rango de temperatura de formación relativamente amplio. También se puede terminar fácilmente con pintura, recubrimiento o enchapado.
Sin embargo, el ABS no tiene buena resistencia a la abrasión y ofrece resistencia química limitada a ácidos fuertes, álcalis y solventes. La exposición prolongada a la luz UV o las duras condiciones al aire libre puede causar envejecimiento, decoloración o agrietamiento. Su resistencia y estabilidad dimensional también pueden degradarse en entornos de alta temperatura.
Aplicaciones comunes: Prototipos de moldeo previo a la inyección, electrodomésticos, recintos electrónicos, paneles automotrices y ladrillos LEGO.
POM / Delrin / Acetal (polioximetileno)
Delrin es el nombre comercial de DuPont para el acetal homopolímero. Tiene alta resistencia a la tracción y rigidez, manteniendo la forma y la resistencia bajo cargas repetitivas a largo plazo. Con una excelente estabilidad dimensional y maquinabilidad, Acetal/POM es una opción superior para piezas de plástico mecanizadas con CNC que requieren precisión y tolerancias estrechas. Además, POM es altamente resistente a varios productos químicos, incluidos aceites, combustibles, ácidos débiles y bases. Su superficie lisa y coeficiente de baja fricción lo hacen particularmente adecuado para piezas que requieren aplicaciones deslizantes o rodantes.
POM puede operar entre -40 ℃ y 120 ℃ pero puede degradarse o descomponerse a temperaturas más altas. Su resistencia UV es pobre y, como material inflamable, son necesarias precauciones de seguridad contra incendios durante el uso.
Aplicaciones comunes: típicamente utilizadas en piezas de transmisión mecánica, como engranajes, rodamientos, poleas y levas. También se usa ampliamente en automotriz, electrónica de consumo y dispositivos médicos.
Acrílico/PMMA (metacrilato de polimetilo)
El acrílico, o PMMA, es un termoplástico transparente con excelentes propiedades ópticas. Con una tasa de transmisión de luz de hasta 92%, es aún más transparente que el vidrio y el peso más ligero. Estos lo convierten en una alternativa liviana al vidrio o para tuberías de luz. También tiene buena resistencia al clima y estabilidad UV, que funciona bien en entornos al aire libre.
En comparación con los plásticos de ingeniería como la PC, PMMA tiene una menor fuerza de impacto y es más propenso a agrietarse o destrozar. La superficie es relativamente suave y puede rayar fácilmente. Cualquier superficies mecanizadas en un trozo de acrílico perderá su transparencia y adquirirá una apariencia translúcida y esmerilada. Si se necesita transparencia en una superficie mecanizada, se puede pulir como un paso de postprocesamiento adicional.
Aplicaciones comunes: cubiertas de luz, soportes de pantalla, lentes ópticos, paneles decorativos, protectores de pantalla y escudos médicos.
Nylon/PA (poliamides)
El nylon está disponible en varias formas, con el nylon 6/6 y el nylon lleno de vidrio son el más comúnmente utilizado en Chiggo. Ambos son excelentes materiales para el mecanizado CNC y retienen los beneficios clave del nylon estándar (por ejemplo, nylon 6), que incluyen alta resistencia, tenacidad, baja fricción, resistencia al desgaste excepcional y buena resistencia química.
nylon 6/6 tiene una estructura molecular más ordenada y una mayor cristalinidad en comparación con el nylon 6. Esto da como resultado una mayor resistencia, rigidez y una temperatura de desviación de calor más alta. Si bien su absorción de humedad es ligeramente más baja que el nylon 6, aún puede afectar la estabilidad dimensional en entornos húmedos.
nylon lleno de vidrio incorpora fibras de vidrio, mejorando significativamente la resistencia y la rigidez para manejar aplicaciones de alta carga. También tiene una expansión térmica reducida, una mejor estabilidad dimensional y una resistencia al calor superior para entornos exigentes de alta temperatura. Sin embargo, es más difícil para la máquina, puede causar un mayor desgaste de la herramienta durante el procesamiento de CNC. Ambos tipos resisten el aceite, el combustible y muchos solventes químicos, pero funcionan mal en ambientes ácidos fuertes.
Aplicaciones comunes: engranajes, bujes, sujetadores, hardware de montaje de la placa de circuito, aislamiento eléctrico, componentes del compartimento del motor del automóvil y guías de cinta transportadora industrial.
PC (policarbonato)
Similar a PMMA, la PC también es un termoplástico transparente, pero es 10 ~ 20 veces más resistente al impacto, y es uno de los plásticos de ingeniería más difíciles disponibles. La PC se procesa fácilmente mediante mecanizado CNC, moldeo por inyección y extrusión, y es adecuado para perforar, cortar y pulir. También mantiene la estabilidad dimensional y funciona bien en un amplio rango de temperatura (-40 ° C a 120 ° C). Su tinte de color azul lechoso natural y su acabado brillante se pueden teñir negros para aplicaciones opacas, ofreciendo tanto funcionalidad como estética.
El policarbonato puro tiene mala resistencia al desgaste y es propenso a rascarse. Los recubrimientos anti-scratch y el pulido de vapor se pueden agregar como un paso posterior al procesamiento para mejorar la resistencia al desgaste o la claridad óptica. También tiene una resistencia climática limitada y tiende al amarillo bajo exposición a los rayos UV prolongados. Además, su costo es más alto que el de los plásticos generales como los ABS, lo que puede limitar su uso en aplicaciones a gran escala.
Aplicaciones comunes: equipo de seguridad como cascos y gafas, componentes ópticos, como lentes y cubiertas LED, carcasas electrónicas, piezas automotrices como cubiertas de luz y materiales de construcción como techos transparentes y barreras de sonido.
Peek (cetona de poliéter éter)
Peek es un termoplástico de alto rendimiento capaz de resistir temperaturas extremadamente altas, hasta alrededor de 250 ° C e incluso 300 ° C durante períodos cortos, superando con creces los límites térmicos de los plásticos más comunes. Ofrece resistencia mecánica excepcional, rigidez, tenacidad, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión química. Su baja absorción de humedad garantiza la estabilidad dimensional, y también proporciona una buena biocompatibilidad.
En comparación con otros plásticos de alto rendimiento, PEEK tiene una mayor densidad. A pesar de su fuerte resistencia química, la exposición prolongada a la luz UV y el oxígeno puede causar degradación. Peek también es más costoso que la mayoría de los plásticos CNC, debido a los altos costos de las materias primas y la complejidad del proceso de mecanizado.
Aplicaciones comunes: aeroespacial para componentes y sellos del motor, automotriz para piezas de alto rendimiento, médicos para implantes e instrumentos, productos químicos para válvulas y bombas, y electrónica para aislamiento y conectores de cables.
PVC (cloruro de polivinilo)
PVC es un plástico económico, fácil de procesar y práctico. Tiene una fuerte resistencia a los ácidos, álcalis, sales y solventes orgánicos, y es un excelente aislante eléctrico. Debido a su alto contenido de cloro, PVC tiene impresionantes propiedades de retardantes de llama, lo que lo convierte en un material ampliamente utilizado en varias industrias.
Sin embargo, el PVC tiene poca estabilidad del calor y puede degradarse o volverse frágil cuando se expone a altas temperaturas durante períodos prolongados. Durante el procesamiento, PVC puede liberar gases de cloro dañino, por lo que se deben tomar medidas de seguridad apropiadas.
Aplicaciones comunes: tuberías de drenaje, aislamiento de cable eléctrico, tubos de infusión, embalaje farmacéutico, embalaje de productos de consumo, vallas publicitarias y letreros, así como materiales de pisos, marcos de ventanas y marcos de puertas en materiales de construcción.
HDPE (polietileno de alta densidad)
HDPE significa polietileno de alta densidad. A pesar de su nombre, HDPE es menos denso que muchos plásticos de ingeniería (como POM, PC o PA). Ofrece una excelente resistencia química, aislamiento eléctrico y mantiene una buena resistencia y resistencia al impacto, incluso a bajas temperaturas. HDPE tiene una tasa de absorción de humedad extremadamente baja y se considera a sabor alimentado.
Los principales inconvenientes del HDPE incluyen resistencia al calor relativamente baja y una pobre estabilidad UV. Además, sus propiedades mecánicas son ligeramente más bajas que algunos plásticos de ingeniería (como Nylon o POM), lo que puede limitar su rendimiento en el mecanizado de alta precisión o en condiciones de carga pesada.
C aplicaciones ommon: tuberías de agua, envases de alimentos, contenedores de almacenamiento, sistemas de riego agrícola y tanques de almacenamiento químico.
Ptfe/Teflon (politetrafluoroetileno)
PTFE, ampliamente reconocido por su marca TEFLON, es un sólido blanco con un coeficiente de fricción extremadamente bajo, a menudo considerado el más bajo de cualquier material sólido. Esto significa que las piezas de PTFE generalmente no requieren lubricantes. Su energía superficial ultra baja lo hace altamente resistente a la contaminación y sin esfuerzo para limpiar. Además, PTFE es altamente resistente a prácticamente todos los productos químicos y tiene una excelente resistencia al calor, capaz de soportar la exposición continua a temperaturas de hasta 260 ° C (500 ° F). Como material de alto rendimiento, también es un excelente aislante eléctrico.
Sin embargo, PTFE tiene menor resistencia mecánica en comparación con otros plásticos de ingeniería como PEEK o POM, y puede rayarse o dañarse fácilmente. También tiene un alto coeficiente de expansión térmica, y durante el procesamiento de alta temperatura, puede liberar gases nocivos. Por lo tanto, el mecanizado preciso de PTFE puede ser un desafío.
aplicaciones comunes: sellos, revestimientos de tuberías y válvulas en la industria química; equipo para procesamiento de alimentos y productos farmacéuticos; cables eléctricos; así como sellos y materiales de aislamiento en las industrias automotrices y aeroespaciales, y componentes deslizantes como rieles y rodamientos.
Consideraciones útiles al elegir un plástico
Desde la última sección, tenemos una comprensión general de los plásticos CNC comunes y puede haber notado que diferentes plásticos varían significativamente en sus propiedades físicas, mecánicas o químicas, lo que puede afectar el resultado de su proyecto. A continuación, explicaremos los diversos factores que debe considerar en el mecanizado de CNC de plástico.
Dureza y fuerza
Las propiedades de dureza y resistencia de un plástico específico son consideraciones importantes para garantizar que cumpla con los requisitos de su aplicación final. Los plásticos de alta duración generalmente ofrecen una mejor resistencia al desgaste, mientras que los plásticos de alta resistencia pueden soportar mayores cargas mecánicas. Además, estas propiedades afectan la forma en que se comporta un material durante el mecanizado. Los plásticos con mayor dureza y resistencia, como POM, PEEK y PA reforzada con fibra de vidrio, tienden a producir chips cortos y regulares y alcanzar un acabado de superficie alto. Sin embargo, son más difíciles de cortar, y el uso de herramientas ocurre más rápidamente.
En contraste, los plásticos más suaves o de menor resistencia, como PP, PVC y PTFE, generan chips largos y fibrosos durante el mecanizado, que pueden envolver fácilmente la herramienta. Estos materiales son propensos a la adhesión y el relleno, lo que lleva a problemas de calidad de la superficie.
Absorción de humedad y reacción a los productos químicos
A diferencia de la mayoría de los metales, que no absorben la humedad del aire en condiciones normales, muchos plásticos (como PA y PC) absorben la humedad de la atmósfera o los fluidos de enfriamiento. Esto puede conducir a una expansión dimensional, afectando la precisión del mecanizado CNC. La humedad también puede suavizar los plásticos, reducir su dureza o liberar tensiones internas, todo lo cual impactan la durabilidad de la pieza. Para evitar defectos de la fragilidad o mecanizado, es posible que estos plásticos deben almacenarse en habitaciones con aire acondicionado, bolsas selladas o secos antes de mecanizar.
Por otro lado, los plásticos generalmente resisten la mayoría de los ácidos, álcalis y sales. Por ejemplo, PTFE es prácticamente inerte para todos los productos químicos, incluso en entornos hostiles. Sin embargo, algunos plásticos, como los ABS, son vulnerables a los solventes como la acetona, que pueden disolver la superficie, mientras que la PC puede agrietarse bajo alcoholes o soluciones alcalinas.
Apariencia, transparencia y transmitancia de luz
Para proyectos que requieren propiedades estéticas u ópticas específicas, la transmitancia de luz del material es una consideración clave. Aplicaciones como los componentes ópticos y la pantalla cubren materiales de demanda con excelente transparencia o características ópticas específicas, como PMMA y PC, que ofrecen alta transparencia.
Sin embargo, el mecanizado puede afectar significativamente el rendimiento óptico de un plástico. Incluso los defectos de superficie menores, rasguños o marcas de herramientas pueden reducir la transmitancia de la luz y causar dispersión no deseada, afectando la claridad óptica. Para mantener una alta transparencia y calidad de la superficie, a menudo son necesarios los tratamientos de corte fino, pulido o químicos.
Expansión térmica y temperatura de deflexión de calor (HDT)
Los plásticos se expanden cuando se exponen al calor, una propiedad medida por el coeficiente de expansión térmica (CTE). En comparación con los metales, los plásticos generalmente tienen un CTE mucho más alto (50–250 × 10⁻⁶/° C frente a 10–25 × 10⁻⁶/° C para materiales como el acero y el aluminio). Cuanto mayor sea el CTE, mayores son los cambios dimensionales causados por el calor durante el mecanizado CNC, lo que puede afectar la precisión. Para aplicaciones de alta precisión, como dispositivos aeroespaciales y médicos, los plásticos con un CTE alto, como POM y PTFE, pueden requerir una compensación de diseño para mantener la precisión. Alternativamente, los materiales de baja expansión, como los compuestos reforzados con fibra de vista o de vidrio, pueden ayudar a minimizar la distorsión térmica.
La temperatura de deflexión de calor (HDT) mide la capacidad de un material para resistir la deformación bajo carga a temperaturas elevadas. En general, el HDT de un plástico corresponde a su rigidez: los materiales con mayor rigidez (como los plásticos reforzados con fibra de vidrio y las poliimidas) tienden a tener valores de HDT más altos, mientras que los polímeros más flexibles (como PE y PP) tienen otros más bajos. Los plásticos con HDT más alto pueden permanecer dimensionalmente estables bajo carga a temperaturas más altas, asegurando que la pieza funcione según lo previsto. Sin embargo, la mayoría de los plásticos tienen un HDT significativamente más bajo que los metales. Su rango generalmente cae entre 50 ° C y 250 ° C, y solo unos pocos plásticos de ingeniería de alto rendimiento, como PEEK y PAI, pueden alcanzar alrededor de 300 ° C.
Conclusión
Los plásticos de CNC ofrecen ventajas únicas sobre metales, incluida una densidad menor, resistencia química superior, excelente aislamiento eléctrico y rentabilidad. Además, son compatibles con diversos procesos de fabricación, como mecanizado CNC, impresión 3D y moldeo por inyección.
Esperamos que esta guía haya proporcionado información valiosa para ayudarlo a tomar una decisión informada al seleccionar los plásticos CNC para su proyecto. Si no está seguro de si el mecanizado de CNC o la impresión 3D es la opción correcta, o si busca orientación experta y soluciones de mecanizado CNC de alta calidad, contactar Chiggo hoy ¡Comenzan!
Control de llave
Los plásticos son generalmente fáciles de hacer una máquina CNC, y el ABS ofrece una de las opciones más rentables para la creación de prototipos, la fabricación y las aplicaciones de propósito general, ayudando a mantener los proyectos en el presupuesto.
Acetal (Delrin) es el plástico maquinable CNC más popular, valorado por su resistencia, rigidez y estabilidad dimensional, particularmente en piezas de precisión para automotriz, electrónica y maquinaria industrial.
Los plásticos como Peek, PVC, HDPE y FEP son excelentes opciones para aplicaciones que exigen una fuerte resistencia química.
Algunos materiales sensibles al calor, como PEEK y PVC, requieren un control de temperatura cuidadoso durante el mecanizado CNC para evitar la degradación del material o la liberación de gases nocivos.
Para aplicaciones que requieren transparencia, considere PC, acrílico o PET. Sin embargo, tenga en cuenta sus limitaciones térmicas.
Una fábrica CNC es una excelente opción para mecanizar los plásticos, pero se debe prestar atención a las velocidades de la fábrica para evitar la deformación o derretir materiales sensibles al calor.
