Melhor plástico para usinagem: guia de seleção de materiais

Melhor plástico para usinagem

Os melhores plásticos para usinagem incluem ABS, náilon, Vespel®, acrílico, polietileno (PE), polipropileno, policarbonato, fenólico e PTFE (Teflon). Outros que valem a pena considerar são acetal (POM/Delrin), HDPE, tereftalato de polietileno (PET) e PVC (policloreto de vinila).

Ao considerar qual tipo de plástico usar em um CNC usinagem de plástico Em um projeto, é crucial conhecer a adequação e a compatibilidade de cada material. Especificamente, o plástico deve ser fácil de fabricar e atender aos requisitos funcionais da peça desejada. 

Outras considerações importantes são a resistência a fatores como calor, temperatura, arranhões, etc., e a lisura superficial desejada. Como cada um desses plásticos oferece propriedades únicas, o produtor pode escolher aquele que atenda a requisitos específicos. 

Este guia explora os principais plásticos para aplicações de usinagem CNC. Ele aborda características marcantes, incluindo vantagens, limitações, usinabilidade e aplicações comuns. 

Acetal (POM/Delrin)

O acetal é facilmente um dos plásticos de engenharia mais fáceis de usinar. As principais características que contribuem para isso são uma condutividade térmica relativamente alta, uma estrutura semicristalina e alta estabilidade dimensional. A alta condutividade térmica significa que a zona de corte do plástico raramente ultrapassa o ponto de degradação térmica durante a usinagem. A estabilidade dimensional deriva, em grande parte, da absorção de umidade do material, que é inferior a 0.25% em 24 horas. 

Parte Delrin/POM (Acetal)

Vantagens e desvantagens da usinagem de acetal (POM/Delrin)

Aplicações 

As peças usinadas em acetal são comumente encontradas em componentes mecânicos como engrenagens, roletes, molas e carcaças. Carcaças articuladas, unidades de transmissão de combustível e sistemas de travamento de portas em aplicações automotivas também são fabricados em acetal. 

Nylon/Poliamida (PA) 

O nylon/poliamida (PA) remonta à década de 1930, após extensa pesquisa sobre poliésteres e poliamidas. Os dois tipos mais comuns de nylon são o nylon 6 e o ​​nylon 6/6. O nylon 6 é geralmente usado em aplicações de alta resistência onde a baixa densidade é um requisito. O nylon 6/6 é frequentemente reservado para aplicações que exigem maior rigidez, resistência e resistência à abrasão. Geralmente, absorve menos umidade do que o nylon 6. 

Náilon (PA)

Prós e contras 

Aplicações: Rolamentos, engrenagens, buchas, suportes estruturais 

Plástico ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno)

O plástico ABS é usinado com precisão mesmo em altas velocidades. O desgaste da ferramenta é mínimo. No entanto, o operador deve levar em consideração a tendência do material a amolecer sob o calor. As duas principais estratégias para lidar com esse problema são o controle preciso do avanço e o resfriamento adequado. 

Fresagem CNC em plástico ABS

Prós e contras

AplicaçõesProtótipos, recintos 

Policarbonato (PC) 

O policarbonato está na lista dos melhores plásticos para usinagem por oferecer um equilíbrio incomparável entre transparência óptica e resistência ao impacto. A usinagem desse plástico exige velocidades controladas e ferramentas de corte afiadas. Um desafio comum na usinagem é a fusão.

Usinagem de policarbonato

Prós e contras 

AplicaçõesInvólucros elétricos, lentes, proteções de segurança 

Acrílico/Poli(metacrilato de metila) (PMMA)

Peças de usinagem CNC em acrílico

O PMMA é um dos plásticos usináveis ​​mais transparentes disponíveis. A usinagem desse material exige ferramentas afiadas e avanços lentos, pois ele pode rachar e lascar com facilidade. 

Prós e contras do PMMA

AplicaçõesCapas protetoras, sinalização, expositores

HDPE (polietileno de alta densidade)

O plástico HDPE é fácil de usinar e oferece boa resistência química e à umidade. No entanto, não é recomendado para aplicações com tolerâncias apertadas devido à sua relativa maciez. Em vez disso, considere-o para aplicações de uso intenso. 

Prós e contras do PEAD 

AplicaçõesPeças marítimas, tanques, reservatórios químicos 

HDPE usinado com precisão

PET (polietileno tereftalato)

O PET é outro plástico fácil de usinar. Além disso, o material apresenta baixa absorção de umidade, boa resistência química e boa estabilidade dimensional. Algumas classes de PET podem ser usadas em aplicações de contato com alimentos, desde que atendam aos requisitos relevantes da FDA. 

Prós e contras das peças de PET usinadas 

Aplicações: dispositivos médicos, equipamentos para processamento de alimentos  

Polipropileno (PP)

Apesar de ser leve, com densidade de 0.89–0.92 g/cm³, o PP apresenta boa resistência ao desgaste, ao impacto e a produtos químicos. Com boa resistência ao calor e capacidade de isolamento elétrico, o PP pode ser usado em uma ampla gama de aplicações industriais gerais. 

Vantagens e desvantagens das peças usinadas em PP

AplicaçõesDobradiças flexíveis, tanques químicos, dispositivos de laboratório 

Plástico Fenólico

Frequentemente associado à baquelite, o plástico fenólico é um material duro e quebradiço. Este plástico termofixo tende a produzir cavacos curtos e fragmentados, acompanhados de pó fino, durante a usinagem. Observe que o comportamento específico de lascamento pode variar de acordo com a classe específica do fenólico, as condições de usinagem e a estrutura do laminado. A estabilidade térmica e o isolamento elétrico do fenólico são excelentes. Como esperado, a usinagem do fenólico desgasta as ferramentas de corte rapidamente. 

Partes fenólicas

Prós e contras das peças usinadas em fenólico

Aplicações:  Usinagem fenólica É ideal para isolar espaçadores, cames, engrenagens, buchas e arruelas.

PVC plástico

As peças de plástico PVC usinadas oferecem durabilidade e resistência química. Quando fabricadas com excelência, essas peças são valiosas em diversos setores, incluindo sistemas de encanamento e manuseio de produtos químicos. 

Prós e contras das peças usinadas em PVC 

AplicaçõesAcessórios de encanamento, válvulas 

Vespel® (poliimida da DuPont)

Embora seja difícil de usinar, o Vespel® produz peças com tolerâncias rigorosas, tolerância à temperatura e durabilidade. Este poliimida sem carga tem uma temperatura de transição vítrea (Tg) de aproximadamente 249 °C.2Isso faz deste plástico um dos melhores para usinagem em aplicações críticas. 

Peças usinadas Vespel

Prós e contras de Usinagem Vespel peças

AplicaçõesEquipamentos de defesa e aeroespaciais 

Poliestireno (PS)

O material PS possui excelente transparência óptica e é rígido. Sua rigidez pode ser aumentada com o uso de borracha – Poliestireno de Alto Impacto (HIPS). Este termoplástico econômico combina essas propriedades com boa estabilidade dimensional e disponibilidade em diferentes formatos para estoque.

Vantagens e desvantagens das peças usinadas de poliestireno 

Aplicações: Material de poliestireno É raramente utilizado em usinagem CNC; é ideal para moldagem por injeção. 

Ao considerar qual dos plásticos da lista é o melhor para usinagem, lembre-se de que o PS foi incluído para fins de completude. Equipes de compras inexperientes com plásticos podem especificá-lo devido à sua ampla disponibilidade, sem saber que seu baixo desempenho térmico e alta fragilidade representam sérios desafios na usinagem.

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Tabela de seleção resumida para o melhor plástico para usinagem

A seguir, encontra-se uma tabela de seleção de materiais com os principais requisitos de engenharia.

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Processos de usinagem para plásticos 

Ao considerar qual dos plásticos destacados é mais adequado para o seu projeto de usinagem, observe os processos de usinagem comuns: torneamento, mandrilamento, furação, fresagem, rosqueamento e alargamento. 

Usinagem e furação de plástico

Essas operações em torno mecânico trabalham com diâmetros internos e produzem componentes cilíndricos. O torneamento utiliza uma ferramenta fixa de ponto único em uma peça de trabalho rotativa para produzir buchas e eixos. O mandrilamento alarga com precisão furos existentes. Para que um plástico suporte essas operações, ele deve ter alta estabilidade dimensional – as forças de corte podem ser excessivas. Acetal e PTFE são alguns dos plásticos com melhor estabilidade dimensional. O método de evacuação de cavacos deve ser rápido e eficaz o suficiente para evitar o derretimento. A tolerância térmica do plástico também deve ser considerada ao definir a velocidade do fuso. 

Perfuração de plástico 

A perfuração de plástico produz furos circulares retos no material. O acúmulo de calor por atrito em plásticos pode derreter e deformar as bordas do furo em ABS, PS e outros plásticos se as velocidades não forem bem controladas. A melhor prática é usar a perfuração com quebra de cavacos, uma técnica que melhora a remoção de cavacos e a dissipação de calor. A perfuração contínua não representa um desafio para o PET e outros plásticos com pontos de fusão mais elevados. 

Fresagem de plástico 

A fresagem é um processo no qual uma ferramenta rotativa de corte com múltiplos pontos é usada para produzir cavidades, geometrias 3D e superfícies planas no plástico. É um processo altamente versátil, aplicável a plásticos rígidos e flexíveis. A estratégia de fresagem utilizada para cada tipo de plástico é específica. Por exemplo, plásticos viscosos como o PEAD exigem ferramentas afiadas e velocidades de corte mais altas para evitar o espalhamento do material e melhorar o acabamento da superfície. 

Fita plástica 

A usinagem de roscas consiste na criação de roscas internas em um furo previamente perfurado. É um método comum para plásticos dimensionalmente estáveis, como acetal e fenólico. Como plásticos mais macios tendem a sofrer deformação e desgaste da rosca, utilizam-se insertos metálicos em seu lugar. 

Inserto metálico roscado em plástico

Alargamento de plástico 

O alargamento ajuda a obter o diâmetro final preciso de um furo perfurado, aumentando e suavizando a superfície. É um requisito na fabricação de buchas e alojamentos de rolamentos, especialmente em peças de acetal, onde diâmetros de furo previsíveis são essenciais nas montagens. 

Cada um desses processos apresenta requisitos mecânicos e térmicos distintos. Cada tipo de plástico deve ser combinado com um processo de usinagem adequado para garantir o desempenho ideal das peças usinadas. 

Ao elaborar seu plano de usinagem, certifique-se de que as propriedades do plástico sejam compatíveis com os parâmetros do processo. Por exemplo, a sensibilidade térmica do material deve determinar a taxa de avanço, a velocidade de corte e a taxa de resfriamento.

Conclusão 

Os melhores plásticos para usinagem oferecem a usinabilidade, estabilidade térmica, propriedades mecânicas e outras propriedades adequadas, dependendo das necessidades específicas de cada aplicação. Da precisão impecável do acetal para tolerâncias rigorosas à resistência incomparável ao impacto do PC, cada um desses plásticos apresenta uma adequação única para aplicações industriais. Para gerentes de compras que buscam parceiros de fabricação confiáveis ​​e engenheiros que agilizam as especificações de materiais plásticos, existem nuances que somente uma empresa experiente em processamento de plásticos pode compreender. 

Suas peças plásticas devem ser usinadas corretamente na primeira tentativa. Para uma transição perfeita do projeto à produção de peças plásticas usinadas por CNC, compartilhe seus desenhos com a equipe de engenharia da ProleanTech. Você também pode revisar nossos serviço de usinagem de plástico Para obter mais detalhes sobre usinagem de precisão para diferentes tipos de plásticos.  

Perguntas Frequentes

Qual o melhor plástico para usinagem?

O melhor plástico para usinagem depende dos requisitos da aplicação em termos de resistência à tração, resistência ao calor, resistência química e resistência ao impacto, entre outros. Cada plástico oferece propriedades distintas; não existe um plástico que sirva para todas as situações. 

Recursos 

https://ideambox.com/assets/downloads/engineering-materials-datasheet.pdf

https://www.materialdatacenter.com/ms/en/tradenames/Vespel/DuPont/VESPEL%C2%AE+TP-8311/7e482917/835