Mecanizado CNC de termoplásticos: una guía completa

Mecanizado CNC de termoplásticos

Quizás ya estés familiarizado con dos tipos de plásticos: termoestables y termoplásticos. La diferencia fundamental es que los plásticos termoestables no se pueden volver a moldear después de calentarlos, mientras que los termoplásticos se pueden fundir y volver a moldear.

Los plásticos son las partes esenciales de materiales CNC, y varios plásticos están disponibles para proyectos de mecanizado CNC. Tanto los termoestables como los termoplásticos son compatibles con las operaciones de mecanizado CNC, aunque hablaremos de los termoplásticos en este artículo, incluidos propiedades, proceso de mecanizado, ventajas y aplicaciones.

¿Qué es termoplástico?

Los termoplásticos son mezclas de resinas poliméricas que no presentan cambios en sus propiedades cuando se calientan. Se vuelven más suaves cuando se calientan y más difíciles de enfriar. El termoplástico se puede remodelar después de fundirse, conservando todas las cualidades físicas, mecánicas y químicas originales.

Los termoplásticos ofrecen resistencia mecánica, resistencia al impacto, maquinabilidad, resistencia a la corrosión, inercia química y muchas otras propiedades beneficiosas.

Termoplásticos comunes en el mecanizado CNC

En los proyectos de mecanizado CNC se utilizan diferentes termoplásticos según las especificaciones requeridas y el uso previsto de las piezas. Cada termoplástico tiene algunos beneficios y cualidades únicos que ofrecer. Los termoplásticos más utilizados en el mecanizado CNC son ABS, PMMA, PVS, acrílico, policarbonato, poliestireno y poliuretano.

Recursos Relacionados:

Mecanizado CNC ABS: todo lo que necesita saber

5 características del procesamiento de poliuretano en máquinas CNC

Propiedades de los Termoplásticos

Los termoplásticos son materiales CNC adecuados para muchas aplicaciones; no reaccionan con productos químicos ácidos o alcalinos y proporcionan excelente resistencia, tenacidad y durabilidad. Analicemos con más detalle las propiedades de los distintos termoplásticos.

• Fuerza mecánica

Los termoplásticos tienen menor resistencia que la mayoría de los metales y aleaciones, pero su naturaleza liviana los hace comparables con los metales. A menudo, los termoplásticos se refuerzan con fibra y vidrio para aumentar su resistencia en proyectos de mecanizado CNC. Sin embargo, esto también depende del tipo específico de termoplástico. Por ejemplo, el PE ofrece una resistencia mecánica baja, mientras que el ABS y el acrílico proporcionan una resistencia alta.

• Resistencia al impacto

Los termoplásticos pueden soportar cargas de impacto sin perder sus propiedades físicas y mecánicas. Los plásticos termoestables pueden fracturarse con cargas de impacto, mientras que los termoplásticos necesitan alta energía para los fenómenos de fractura.

Mecanizado de POM: El polioximetileno (POM) es el mejor termoplástico para resistencia de alto impacto. Se desempeña bien bajo cargas de impacto repetidas. Además, la temperatura del entorno operativo afecta la resistencia al impacto de cualquier termoplástico.

• Dureza

Los termoplásticos tienen propiedades de endurecimiento decentes. Previenen grietas y astillas durante las operaciones de mecanizado CNC. Además, las piezas termoplásticas mecanizadas por CNC se vuelven altamente resistentes a la abrasión.

• Compatibilidad química

La compatibilidad química es una característica clave que hace que los termoplásticos sean superiores a muchos procedimientos de mecanizado CNC. No reacciona con productos químicos agresivos (ácidos y álcalis).

Algunos termoplásticos también presentan lubricidad natural como el nailon, el acrílico y el Delrin. La naturaleza resbaladiza de estos plásticos es beneficiosa en varios procesamiento de alimentos & aplicaciones medicas.

• Reciclabilidad

Los termoplásticos son totalmente reciclables y se pueden recrear fundiéndolos y dándoles forma en un molde. Los plásticos reciclados conservan todas sus propiedades originales.

• Humedad y aislamiento eléctrico

No absorbe la humedad y presenta una excelente impermeabilidad. Por lo tanto, los termoplásticos son ampliamente beneficiosos para diversas aplicaciones marinas y otras aplicaciones a prueba de agua.

Los termoplásticos pueden resistir alto voltaje eléctrico sin deformarse. Es la elección perfecta para el aislamiento eléctrico en aplicaciones eléctricas y electrónicas.

Propiedades de los termoplásticos (Termoplásticos – Propiedades Físicas, 2005)

¿Cómo elegir los termoplásticos adecuados para el mecanizado CNC?

La elección del termoplástico para sus proyectos de mecanizado CNC depende de varios factores, como rpropiedades requeridas, especificaciones, características, aplicación prevista y costo.

El primer paso implica la identificación de las propiedades requeridas para aplicaciones particulares. Enumere todas las propiedades físicas, mecánicas y químicas esenciales para la funcionalidad de la pieza deseada. Además, también es fundamental considerar las condiciones operativas y el rendimiento al enumerar las propiedades.

• ABS

Mecanizado CNC de ABS: El ABS es un material fuerte y rígido con una excelente resistencia al impacto. Después del procesamiento CNC, deja una superficie lisa. Si es esencial un acabado adicional, la superficie se puede terminar con un método de metalización y galvanoplastia. El ABS se utiliza en la industria automotriz, aeroespacial, electrónica y muchas otras industrias.

• Delrín

Mecanizado de Delrin: Delrin es bien conocido por su peso ligero, resistencia mecánica, compatibilidad química y aislamiento eléctrico y térmico. Tiene aplicaciones en diversas industrias, como la automotriz, electrodomésticos, electrónica y accesorios.

• PMMA.

El PMMA es un termoplástico rígido y transparente que se utiliza en operaciones de mecanizado CNC en lugar del vidrio.

Proporciona alta inercia química, resistencia al desgaste, resistencia a la intemperie y resistencia al impacto. PMMA podría ser la mejor opción de material para ventanas, piezas de automóviles, dispositivos de prueba de drogas, piezas arquitectónicas y componentes electrónicos.

• Polycarbonate

El policarbonato es un termoplástico de ingeniería complejo, desafiante y transparente que mantiene una alta estabilidad dimensional con procesos de mecanizado CNC. A diferencia de otros termoplásticos, el PC ofrece baja resistencia al rayado y compatibilidad química. Desempeña un papel importante en automóviles, iluminación, instrumentos ópticos, electrónica y otras industrias.

• PVC

El PVC es uno de los termoplásticos más utilizados en proyectos de mecanizado CNC. Es un material rígido, liviano, resistente a la intemperie y resistente con propiedades intrínsecas ignífugas. El PVC se utiliza en muchas aplicaciones, incluidas plomería, componentes médicos, interiores de automóviles, calzado y embalajes.

Selección de la trayectoria de la herramienta

Después de seleccionar el material, es fundamental fijar la trayectoria de la herramienta según el modelo 3D. La trayectoria correcta de la herramienta garantiza la ruta más corta y la calidad del acabado de la superficie. Usar el software CAM puede ser el mejor método para elegir la trayectoria de la herramienta.

¡Pruebe Prolean ahora!

Proceso de Mecanizado de Termoplásticos

Mecanizado CNC de ABS

Los termoplásticos se pueden mecanizar con herramientas de mecanizado CNC hecho de acero duro. La velocidad de avance y la velocidad de corte son dos variables importantes que afectan la calidad del mecanizado. Sin embargo, es posible que se necesite una herramienta fina de carburo de grado C-2 para tornear termoplásticos.

El maquinabilidad de los termoplásticos también influye en la calidad de la pieza mecanizada. Es necesario considerar esto antes de saltar al paso de mecanizado. Las condiciones de mecanizado para varios termoplásticos se enumeran en la siguiente tabla

Variables de torneado para termoplásticos

Esta tabla muestra que cada termoplástico tiene distintos parámetros de mecanizado, como ángulo libre, inclinación, ángulo, velocidad de corte y avance. Cada termoplástico tiene un grado diferente de resistencia, dureza y maquinabilidad.

Opciones de acabado de superficies

Las piezas de termoplásticos mecanizadas por CNC contienen una cantidad satisfactoria acabado superficial como maquinado. Sin embargo, en muchas aplicaciones pueden ser necesarios más procesos de acabado superficial. El acabado superficial de piezas termoplásticas da como resultado una superficie lisa y brillante, eliminando marcas de herramientas, rebabas y pequeñas virutas.

El granallado, el desbarbado, el pulido, la metalización y el grabado son los métodos de acabado de superficies más utilizados para piezas termoplásticas mecanizadas por CNC. Sin embargo, dependiendo del tipo particular de termoplástico, se puede emplear un acabado superficial especial para obtener mejores resultados.

Relacionados: 

Las 5 mejores formas de grabado en metal en 2023

Por ejemplo, el pulido con llama crea una superficie brillante y lisa en objetos acrílicos aplicando calor de llama media a la superficie.

Ventajas

El mecanizado CNC de termoplásticos ofrece varias ventajas, como precisión, formas complejas, rentabilidad y muchas más.

• Exactitud

Gracias a su maquinabilidad, los termoplásticos se pueden mecanizar con tolerancias estrechas. Las máquinas CNC avanzadas pueden crear piezas termoplásticas con tolerancias tan bajas como ±0.002 mm. El alto grado de precisión también facilita la producción en gran volumen de piezas termoplásticas idénticas.

• formas intrincadas

Los termoplásticos se pueden utilizar para crear formas complejas mediante mecanizado CNC, lo cual es un desafío de crear con otros plásticos y técnicas. El mecanismo controlado por computadora de la tecnología CNC permite dictar el movimiento de la herramienta para un mecanizado preciso.

• Relación coste-eficacia

La alta velocidad de producción y el bajo coste de los termoplásticos hacen que el proceso sea rentable. En comparación con el metal y las aleaciones, las piezas termoplásticas son menos costosas de crear con mecanizado CNC.

• Acabado suave

Las piezas termoplásticas creadas con mecanizado CNC dejan una superficie lisa en comparación con otros métodos de fabricación, como el moldeo por inyección. Además, no deja asperezas.

Aplicaciones

Se utilizan diversos termoplásticos en una variedad de industrias después del procesamiento con mecanizado CNC. Su naturaleza liviana, resistencia y dureza los convierten en opciones ideales para las industrias automotriz, aeroespacial, eléctrica, electrónica, de tuberías, de electrodomésticos y muchas más.

Recursos Relacionados:

Mecanizado CNC para Automoción: Aplicaciones y Ventajas

Mecanizado CNC en prototipos médicos y producción en masa

Prototipos de procesamiento de alimentos: material, pasos y consideraciones de fabricación

¿Es la opción preferida de los termoplásticos para la creación de prototipos CNC?

Los termoplásticos son materiales livianos y de bajo costo con alta maquinabilidad, resistencia, tenacidad, resistencia al impacto, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. Estas propiedades los hacen ideales para la creación de prototipos de piezas o productos para diversas industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, médica, electrónica, de petróleo y gas y de procesamiento de alimentos.

Un proceso de creación de prototipos bien pensado exige una producción rápida, bajo costo y precisión. Mecanizado CNC de plástico de termoplásticos aborda todos estos requisitos.

Conclusión

Los termoplásticos funcionan muy bien con los procesos de mecanizado CNC, que son útiles para prototipo y fabricación de alto volumen. Las versátiles propiedades físicas, mecánicas y químicas son beneficiosas para una variedad de aplicaciones.

Prolean tiene más de una década de experiencia en la producción en masa y creación de prototipos de termoplásticos. Podemos crear piezas de alta precisión con más de 20 opciones de plástico. Si necesitas Servicio de mecanizado de plásticos Para su proyecto, envíenos su diseño y sus piezas serán entregadas en su puerta en unos días.

FAQ’s

¿Cuáles son las propiedades críticas de los termoplásticos?

Los termoplásticos son materiales de bajo costo y altamente maquinables con excelente resistencia, tenacidad, resistencia al impacto y resistencia al desgaste. ABS, PMMA, PVS, acrílico, policarbonato y poliestireno son termoplásticos de uso frecuente en el mecanizado CNC.

¿Cuáles son las condiciones de mecanizado CNC para termoplásticos?

El mecanizado CNC de termoplásticos produce los mejores resultados con alta velocidad de corte, velocidad de avance media, herramientas de acero duro y posicionamiento adecuado de la herramienta (dependiendo del tipo específico de termoplástico).

¿Cuáles son las aplicaciones del mecanizado CNC de termoplásticos?

Las piezas termoplásticas mecanizadas por CNC se utilizan en las industrias automotriz, aeroespacial, médica, de defensa, de petróleo y gas, de procesamiento de alimentos, electrónica y eléctrica.

¿Cuáles son las ventajas del mecanizado CNC de termoplásticos?

El mecanizado CNC de termoplásticos ofrece alta precisión, complejidad, repetibilidad, rentabilidad y muchas más ventajas.

Bibliografía

1. (2020). Directrices de mecanizado de torneado de plástico. Plásticos Curbell, de https://www.curbellplastics.com/.
2. (2005). Termoplásticos – Propiedades Físicas. de https://www.engineeringtoolbox.com/.