Tipos de plástico para materiales de mecanizado CNC
Los plásticos mecanizados por CNC se utilizan ampliamente en las principales industrias, desde la construcción hasta la automoción. A continuación, se enumeran los tipos de plásticos que Gazfull ofrece para la fabricación a medida bajo demanda.
Mecanizado de plásticos ofrecidos
Los plásticos CNC se pueden utilizar para una amplia gama de piezas, desde prototipos hasta modelos de ingeniería y componentes de uso final. Si bien los plásticos pueden ser difíciles de mecanizar, a menudo su ligereza y densidad, junto con sus geometrías simples, pueden ser más adecuados para el mecanizado que la impresión 3D o el moldeo por inyección. Muchos de los siguientes materiales son extremadamente duraderos, con alta resistencia a la fatiga, inercia y absorción de impactos. Otros plásticos son de uso general, más fáciles de mecanizar y, por lo tanto, adecuados para probar diseños a bajo costo, como el ABS. Dependiendo de la naturaleza de su proyecto, el plástico mecanizado puede ser el mejor material para sus piezas personalizadas. Explore nuestros materiales en profundidad a continuación:
Mecanizado CNC en HDPE
El polietileno de alta densidad (HDPE) es un plástico de ingeniería ampliamente utilizado en la industria del embalaje. El mecanizado CNC en HDPE también permite crear componentes para las industrias de la construcción, eléctrica y automotriz, entre otras. El HDPE presenta una excelente relación resistencia-peso, así como buena resistencia química y a la humedad.
Acerca del HDPE para mecanizado CNC
El HDPE, a veces llamado PEHD (polietileno de alta densidad), forma parte de la familia de plásticos del polietileno (PE). A pesar de su nombre, el HDPE tiene una densidad apenas ligeramente superior a la del LDPE (polietileno de baja densidad). Sin embargo, la diferencia de resistencia entre ambos plásticos es más significativa que la de densidad. Esto convierte al HDPE en una excelente opción para aplicaciones que requieren alta resistencia y bajo peso. El mecanizado CNC del HDPE es similar al de otros plásticos de ingeniería.
HDPE de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Tuberías, tornillos transportadores, embalajes y contenedores | Alta resistencia química y a la humedad, alta relación resistencia-densidad, cumple con la FDA para almacenamiento de alimentos. | Alta expansión térmica, mala capacidad de adhesión. | A partir de 3 días | Mediano ($$) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
HDPE genérico
El mecanizado CNC en HDPE produce piezas resistentes y ligeras. Además, las piezas de HDPE ofrecen una excelente resistencia a la corrosión frente a una amplia gama de productos químicos. Sus aplicaciones típicas incluyen componentes para embarcaciones, tuberías y contenedores.
Propiedades generales del HDPE
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica a 0.45 MPa | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
20-30 | > 500 | 60-70 | 45-60 | 130-137 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado, el fabricante, los métodos de procesamiento y los aditivos.
Acabados
Al igual que otros plásticos de la familia del PE, el HDPE es altamente resistente a los recubrimientos. Resiste los adhesivos por la misma razón y, por lo tanto, requiere unión mediante soldadura plástica. El HDPE suele estar disponible en blanco, pero ocasionalmente se puede encontrar en otros colores. Recomendamos dejar las piezas de HDPE en su estado original por las razones mencionadas anteriormente.
Como mecanizadoLos desafíos del mecanizado CNC en HDPE son similares a los de otros plásticos de ingeniería. La superficie mecanizada del HDPE tiene un acabado mate.
Explosión de cuentas: Para un acabado superficial más uniforme, se puede granallar la pieza con microesferas de vidrio finas para eliminar las marcas de utillaje y aumentar su aspecto mate. Sin embargo, granallar plásticos puede causar superficies irregulares o dañar detalles finos.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El mecanizado CNC en HDPE permite producir componentes ligeros y económicos. A continuación, se presentan algunos consejos adicionales para ahorrar costes y optimizar la producción.
Subconjuntos : El HDPE se adquiere en láminas o barras de diversos tamaños. Diseñar las piezas como componentes separados que luego se ensamblan para formar el conjunto final suele ser una buena idea. Como se mencionó anteriormente, el HDPE no se adhiere bien con adhesivos, pero se puede soldar. Como alternativa, se pueden usar fijaciones mecánicas para unir los componentes.
Tolerancias: Debido a su tendencia a expandirse considerablemente al exponerse al calor, lograr tolerancias extremadamente ajustadas al trabajar con HDPE puede resultar complicado. Recomendamos especificar tolerancias inferiores a +/- 0.010″ solo cuando sea necesario para reducir el desperdicio, los costos y los plazos de entrega asociados con tolerancias estrictas en plásticos como este.
Mecanizado CNC de acetal (Delrin)
El acetal es un termoplástico de alta resistencia, también conocido por sus marcas comerciales Delrin®, Tecaform® y Sustarin®. Posee propiedades mecánicas y una resistencia a la temperatura excepcionales en comparación con otros plásticos más comunes. Es fácil de mecanizar y posee una excelente estabilidad dimensional. Esta combinación de propiedades hace que el mecanizado CNC en Delrin sea perfecto para componentes mecánicos de alta precisión, como engranajes y rodamientos. Las piezas de Delrin se encuentran en productos electrónicos de consumo como impresoras y televisores.
Mecanizado CNC de acetal
Delrin es el nombre comercial de DuPont para el acetal homopolímero. Presenta mejores propiedades mecánicas que el copolímero de acetal, con una notable mejora en la resistencia al impacto. Además de sus excepcionales propiedades mecánicas, el acetal mecanizado por CNC ofrece una estabilidad dimensional superior, lo que lo hace ideal para piezas de alta precisión.
Acetal de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Piezas mecánicas de alta precisión como cojinetes, bujes, engranajes y componentes de válvulas | Buena resistencia a la fatiga, baja fricción, buena tenacidad general, resistente a la humedad | Porosidad en la línea central, resistencia química limitada, tendencia a deslizarse bajo carga constante. | A partir de 3 días | Mediano ($$) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.001″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.001″ tras una revisión manual. |
Delrín 150
Gracias a su alta resistencia al impacto y baja fricción, el Delrin mecanizado por CNC es ideal para engranajes, componentes de sistemas de puertas y bujes. Es una alternativa ligera y económica a las piezas metálicas y, en muchos sentidos, reduce la diferencia entre los plásticos y los metales. El Delrin también mantiene sus propiedades en un rango de temperatura de -40 °C a 120 °C, mucho mayor que el que toleran la mayoría de los demás plásticos.
Propiedades delrín 150
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Rockwell M) | Temperatura de deflexión del calor (°C) a 0.46 MPa | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
73-76 | 25-45 | 94 | 160-169 | 175-178 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
Delrín 100 (AF)
Delrin 100 AF es una mezcla de Delrin con fibras de PTFE (teflón) para mejorar la resistencia al desgaste y las propiedades de baja fricción del material. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones que requieren bajo desgaste o baja fricción, como los rodamientos. Las fibras de PTFE también ayudan a mejorar la resistencia, la tenacidad y la estabilidad dimensional del material.
Propiedades del Delrin 100 (AF)
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Rockwell M) | Temperatura de deflexión del calor (°C) a 0.46 MPa | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
53-56 | 10-19 | 77 | 160-169 | 175-178 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
Acabados
Como ocurre con la mayoría de los plásticos para mecanizado, las piezas de acetal solo admiten algunos tipos de acabados superficiales. A continuación, se presentan nuestras principales opciones de acabado superficial para componentes de acetal/Delrin mecanizados por CNC.
Acabado mecanizado : Es posible obtener un excelente acabado superficial directamente de la máquina CNC. Los fabricantes de Gazfull lo consiguen utilizando herramientas de corte HSS (acero de alta velocidad) afiladas con ángulos de ataque y de desprendimiento adecuados.
Granallado : Las marcas de herramientas suelen ser visibles en piezas de acetal o Delrin mecanizadas por CNC. El granallado puede atenuar estas marcas. Es importante tener en cuenta que el color de la superficie se aclara con el granallado, lo que provoca que los materiales negros adquieran un tono gris oscuro tras el proceso.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El acetal (Delrin) es uno de los plásticos más caros del mercado, por lo que es importante seguir los principios de ahorro de costos que se indican a continuación.
Diseño a escala estándar: El acetal se suele suministrar en láminas de espesor estándar o en formatos extruidos, como barras macizas. Asegurarse de que la pieza se ajuste a las medidas estándar disponibles ayuda a reducir el desperdicio de material y a evitar pedidos personalizados, que incrementan los costes y los plazos de entrega.
No busque un espesor de pared mínimo: Si bien es posible, los espesores mínimos pueden ser difíciles de fijar y reproducir sin flexión, deformación o vibración, y pueden aumentar el precio. No recomendamos utilizar espesores de pared inferiores a 0.060″-0.080″ para componentes de acetal.
Mecanizado CNC de polipropileno (PP)
El polipropileno (PP) es un termoplástico semicristalino que se presenta en dos formas diferentes: homopolímeros o copolímeros. El polipropileno homopolímero es el grado más genérico, mientras que el polipropileno copolímero contiene diversos grados de etileno. El mecanizado del polipropileno puede ser más complejo que el de otros plásticos comunes debido a su tendencia a la excoriación y a la fusión. Su excelente resistencia química y a la fatiga lo hacen especialmente útil para piezas flexibles y piezas expuestas a entornos corrosivos.
El polipropileno (PP) es un plástico ligero y libre de BPA con una resistencia a la fatiga y una tenacidad excepcionales. Estas propiedades lo convierten en un material popular para una amplia gama de aplicaciones en las industrias automotriz, de embalaje y de productos de consumo.
Mecanizado de polipropileno (PP) de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Recipientes para alimentos, aparatos eléctricos y electrodomésticos sin BPA | Baja densidad, químicamente resistente a una variedad de ácidos y bases, alta resistencia a la fatiga. | No apto para aplicaciones de alta temperatura, se degrada al exponerse a la luz ultravioleta. | A partir de 3 días | Mediano ($$) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
Polipropileno genérico
Si bien el mecanizado CNC en polipropileno presenta desafíos debido a su tendencia a la corrosión por fricción y a la fusión, el polipropileno homopolímero ofrece diversas ventajas para las piezas mecanizadas por CNC. Su superficie lisa lo hace ideal para elementos mecánicos como engranajes, y su resistencia a la fatiga facilita la incorporación de elementos delgados, como bisagras flexibles, en los diseños.
Propiedades genéricas del polipropileno
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
25-40 | 100-600 | 65-75 | 100 a 0.45 MPa | 160-170 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado, el fabricante y el relleno.
Acabados
Las piezas de polipropileno tienen un color blanquecino natural. El PP no tolera bien los acabados superficiales como las pinturas. Su naturaleza hidrofóbica también dificulta su teñido.
Acabado superficial : La opción más común para quienes realizan mecanizado CNC en polipropileno es dejar la pieza en su estado original. Las superficies mecanizadas pueden presentar marcas de herramienta visibles.
Granallado : El mecanizado CNC en polipropileno tiende a dejar rebabas en los bordes de las piezas, y el polipropileno se funde fácilmente al entrar en contacto con la herramienta de corte, lo que puede resultar en un acabado superficial deficiente. El granallado ayuda a mitigar este problema eliminando estas minúsculas imperfecciones con un material abrasivo que también elimina las marcas de la herramienta, logrando así un acabado superficial más uniforme y consistente.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El mecanizado CNC de polipropileno puede ser rentable gracias al bajo coste del material. Sin embargo, reducir el tiempo excesivo de mecanizado y posprocesamiento es fundamental para mantener bajos los costes. Una forma de lograrlo es manteniendo las tolerancias estándar:
+/- 0.010” para características de tamaño (largo, ancho, alto, diámetro)
+/- 0.010” para ubicación (posición, concentricidad, simetría)
Evite indicar tolerancias más estrictas cuando no sean necesarias. Esto es especialmente importante porque el mecanizado de plásticos genera calor, lo que puede deformarlos o provocar fluencia dimensional.
Mecanizado CNC de UHMW-PE
El polietileno de peso molecular ultra alto, o polietileno UHMW y UHMW-PE para abreviar, es un subconjunto de compuestos de HDPE (polietileno de alta densidad) con algunas ventajas adicionales.
Acerca de UHMW-PE para mecanizado CNC
Las cadenas de polímeros extremadamente largas del material contribuyen a mejorar su tenacidad general. Tiene un coeficiente de fricción comparable al del teflón, pero con mayor resistencia a la abrasión. El mecanizado CNC en UHMW-PE es similar al mecanizado de otros plásticos de ingeniería.
El UHMW-PE es un plástico de ingeniería avanzado con excepcionales características de tenacidad, resistencia química y resistencia al desgaste, incluso superiores a las del acero. El UHMW-PE se utiliza ampliamente en las industrias automotriz y náutica. Su baja porosidad e inercia química también lo hacen apto para uso alimentario.
UHMW-PE de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Revestimientos para rampas, perfiles guía de cadena, revestimientos para parachoques de muelle | Excepcional resistencia a la abrasión, tenacidad excepcional, bajo coeficiente de fricción | No apto para altas temperaturas, propenso a deformaciones debido a su baja estabilidad dimensional. | A partir de 3 días | Mediano ($$) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
UHMW-PE genérico
El mecanizado de UHMW produce piezas robustas y resistentes a la abrasión, lo que lo hace ideal para aplicaciones expuestas a cargas de impacto y materiales abrasivos. Entre sus aplicaciones más comunes se incluyen placas de desgaste y sellos. El UHMW-PE es susceptible a la fluencia y no es ideal para aplicaciones en las que las piezas están sometidas a tensión continua.
Propiedades generales del UHMW-PE
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
20-30 | 300-600 | 60-70 | 46-68 a 0.46 MPa | 130-136 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
Acabados
El bajo coeficiente de fricción del UHMW-PE lo hace inherentemente resistente a los recubrimientos, ya que su superficie lisa es difícil de adherir. Recomendamos dejar el UHMW-PE en su estado original; sin embargo, Gazfull puede adaptarse al granallado y a acabados personalizados si se desea.
Tal como se mecaniza : Esto da como resultado un acabado con marcas de herramienta visibles y una rugosidad superficial comparable a un acabado Ra de 125 µin.
Granallado : El UHMW-PE se puede granallar para eliminar cualquier irregularidad resultante del proceso de corte.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El mecanizado de polietileno UHMW produce componentes ligeros y económicos. A continuación, se presentan algunos consejos adicionales para optimizar el presupuesto.
Subconjuntos : El UHMW-PE se puede adquirir en láminas o barras de diversos tamaños. Puede resultar beneficioso diseñar las piezas como componentes separados que luego se ensamblen para formar la pieza final. Cabe destacar que el UHMW-PE no se adhiere bien, pero sí se puede soldar.
Otras buenas prácticas de DFM incluyen diseñar radios de esquina consistentes, diseñar para características más grandes en lugar de múltiples características más pequeñas y utilizar tolerancias estándar de +/- 0.010.
Mecanizado CNC de nailon 6/6
El nailon, comúnmente llamado poliamida, es un polímero sintético termoplástico. Como termoplástico, se puede moldear en diversas formas mediante termoformado. Si bien el nailon se puede moldear en fibras para cuerdas y telas, extruir y moldear por inyección, presenta ventajas cuando se fabrica mediante mecanizado CNC. El nailon posee excelentes propiedades de resistencia térmica, mecánica y química cuando se corta a partir de material sólido.
El nailon 6/6 es un plástico de ingeniería ampliamente utilizado con buena tenacidad, resistencia a la abrasión y dureza. Sus propiedades lo hacen ideal para componentes mecánicos que soportan carga y, por lo tanto, suele ser un buen sustituto de los metales. El mecanizado CNC del nailon 6/6 da como resultado piezas económicas y de alto rendimiento.
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Componentes estructurales como engranajes, ruedas y carcasas de productos electrónicos de consumo. | Resistencia a la abrasión, resistencia a temperaturas moderadamente altas, alta resistencia a la fatiga. | Alta absorción de humedad que provoca hinchazón. | A partir de 3 días | Bajo ($) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
Nilón 6/6
El nailon 6/6, también conocido como nailon 6-6, nailon 6,6 o nailon 66, es una versión más cristalina del nailon 6. También se conoce como poliamida 66 o PA 66. Presenta propiedades mecánicas mejoradas gracias a su estructura molecular más ordenada. El nailon 6/6 para mecanizado presenta una mayor resistencia a la temperatura y una menor absorción de agua en comparación con el nailon 6 estándar. Sus aplicaciones típicas incluyen almohadillas de desgaste, ruedas guía y cojinetes deslizantes.
Propiedades generales del material de nailon 6/6
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
30-98 | 1-300 | 78-88 | 75-428 | 197-266 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
Acabados
Como ocurre con la mayoría de los plásticos, las opciones de acabado superficial son limitadas. Esto es especialmente cierto en el caso del nailon, que no se puede revestir fácilmente. Además, el lijado produce una superficie deshilachada que a menudo presenta un aspecto peor que la superficie mecanizada. A continuación, se enumeran algunos acabados posibles:
Tal como se mecaniza : El mecanizado CNC en nylon 6/6 suele dejar un excelente acabado superficial. Los operarios de Gazfull lo consiguen con herramientas de corte HSS (acero de alta velocidad) afiladas, con ángulos de ataque y de desprendimiento adecuados.
Granallado: El nailon 6/6 se puede alisar aún más mediante operaciones de granallado para lograr una menor rugosidad superficial.
Teñido : El nailon absorbe líquidos con facilidad, por lo que el teñido es una opción de acabado común. Se utilizan tintes solventes para teñir la superficie de las piezas de nailon blanco en varios colores.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El nailon 6/6 es un plástico de ingeniería relativamente económico, sin embargo, para ahorrar aún más en costos de mecanizado, pruebe lo siguiente:
Simplifique las piezas: para minimizar la complejidad del mecanizado y reducir el coste de la máquina (es decir, usar una máquina de 3 ejes en lugar de una de 4 o 5 ejes), mantenga la geometría lo más sencilla posible. Una pieza con geometría compleja podría ser más adecuada para la impresión 3D en Nylon 12 mediante SLS (sinterización selectiva por láser) o HP Multi Jet Fusion.
Mantenga la uniformidad en las piezas: mantenga los radios de las esquinas internas y los orificios roscados con medidas uniformes para reducir la cantidad de cambios de herramientas que necesita el fabricante.
Acerca del mecanizado CNC de acrílico
El acrílico es un termoplástico conocido por su claridad óptica, resistencia y estabilidad UV, lo que lo convierte en un sustituto popular del vidrio en diversas aplicaciones. Es ligero, resistente a los impactos y, a diferencia de otros plásticos transparentes, no se decolora con la exposición prolongada a la luz solar.
Aunque ofrece excelente resistencia y rigidez, el acrílico no es adecuado para entornos de alta temperatura, especialmente en comparación con el vidrio. Debido a estas propiedades, el acrílico mecanizado se utiliza ampliamente en industrias como la automotriz y la de pruebas y medición.
Acrílico de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Diales de instrumentos y cubiertas de lámparas de vehículos, difusores de luz y carcasas transparentes. Se pueden utilizar como una alternativa económica y ligera al vidrio. | Alta resistencia al impacto, ópticamente transparente, alta resistencia a los rayos UV. | Mala resistencia a los arañazos y al calor, sensible a ciertos productos químicos (por ejemplo, acetona, alcohol). | A partir de 3 días | Bajo ($) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
Acrílico
El acrílico es un material resistente que ofrece numerosas ventajas sobre el vidrio. Por ejemplo, el acrílico se puede mecanizar fácilmente, a diferencia del vidrio. Esto permite el mecanizado CNC en acrílico cuando la tarea requiere una geometría compleja y una alta claridad óptica en la pieza final. Su claridad lo hace ideal para ventanas de inspección, hardware para pruebas químicas y cubiertas de instrumentación.
Propiedades generales del acrílico
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) a 0.45 MPa | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
65-75 | ~ 2-10 | ~ 80-90 | 105-110 | 85-110 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el proceso de fabricación. Para aplicaciones críticas, consulte las fichas técnicas de materiales específicos (por ejemplo, de fabricantes como Plexiglas®, Acrylite® o Lucite®).
Acabados
Rara vez se aplican acabados superficiales al acrílico mecanizado por CNC, ya que la mayoría afectaría las propiedades ópticas inherentes del material. Si se requiere un acabado, opte por uno que mejore estas propiedades.
Estándar (tal como se mecaniza): Las marcas de herramienta visibles en cualquier superficie de corte se mostrarán como remolinos.
Granallado: Proporciona al acrílico un aspecto mate esmerilado y reduce la visibilidad de las marcas de las herramientas.
Pulido personalizado: El acrílico se puede pulir para lograr mayor claridad mediante procesos químicos o lijado húmedo progresivo manual, con un costo adicional. Puede solicitar este servicio seleccionando "Otro" en el motor de cotización instantánea de Gazfull®.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El acrílico es un material fácilmente disponible, pero el diseño se realiza dentro de los límites del material, como se describe a continuación.
Diseño según tamaños estándar: El acrílico se suministra generalmente en láminas de diferentes espesores y formas extruidas, como tubos y barras sólidas. Diseñar piezas que se ajusten a las dimensiones de las láminas y barras disponibles en el mercado minimizará los costos. Si la pieza requerida es demasiado grande, considere dividirla en varios componentes que puedan pegarse o unirse después del mecanizado.
Tolerancia: Lograr tolerancias extremadamente ajustadas con plásticos como el acrílico puede ser un desafío. Recomendamos indicar solo tolerancias inferiores a +/- 0.005″ en características críticas para reducir el aumento de desperdicios, costos y plazos de entrega asociados con tolerancias ajustadas.
Mecanizado CNC ABS
El ABS, o acrilonitrilo butadieno estireno, es un termoplástico ampliamente utilizado que se ha vuelto común gracias a su costo relativamente bajo y excelente tenacidad. El mecanizado CNC en ABS es una forma rentable de cortar piezas con formas personalizadas sin necesidad de moldes costosos, especialmente para prototipos, plantillas y accesorios, y para producciones de bajo volumen.
El plástico ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) se utiliza en una amplia gama de industrias debido a su bajo costo, facilidad de fabricación y excepcionales propiedades mecánicas. Se encuentra en una gran cantidad de productos de consumo y también se utiliza ampliamente en la industria automotriz. El ABS mecanizado por CNC presenta características de dureza, rigidez y absorción de impactos notables, especialmente para un material tan económico.
ABS de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Carcasas de productos, accesorios y plantillas, tableros de vehículos | Resistencia de alto impacto, bajo costo, resistencia química. | No viable para aplicaciones de alta temperatura, dañado por solventes, mala estabilidad UV | Comienza a los 3 días | Bajo ($) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
ABS generales
El ABS posee buena estabilidad dimensional, excelente resistencia al impacto y es fácil de mecanizar. Esto lo convierte en el ABS mecanizado por CNC ideal para aplicaciones que requieren piezas económicas y resistentes al desgaste, como carcasas y cubiertas de herramientas.
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Rockwell R) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Punto de fusión (° C) |
|---|---|---|---|---|
40.7 | 53.4% | 107 | 97.4 | 267 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
Acabados
Al trabajar con nuestros proveedores de piezas CNC de ABS, el ABS mecanizado suele estar disponible en beige (natural), blanco y negro. Es posible que haya otros colores disponibles mediante contratación directa.
Tal como se mecanizan: Las piezas de ABS mecanizadas por CNC se fabrican según las especificaciones y presentan pequeñas marcas de herramienta o remolinos en la superficie del material.
Granallado: Para piezas con acabado mate, se puede granallar la superficie con microesferas de vidrio finas para reducir el brillo. Sin embargo, este proceso puede provocar superficies irregulares o dañar detalles finos.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El ABS es un plástico muy económico, fácil de mecanizar y con excelentes propiedades mecánicas. Para ahorrar aún más costes, los ingenieros deberían evitar tolerancias excesivamente ajustadas, ya que pueden ser más difíciles de controlar en termoplásticos como el ABS. A continuación, se ofrecen otros consejos generales de diseño que recomendamos para componentes mecanizados por CNC:
Características de diseño en los mismos planos de ejes: Esto minimizará la necesidad de utilizar máquinas CNC de 4 y 5 ejes, que son más costosas.
La consistencia es clave : mantener la uniformidad en características como los radios de las esquinas internas y los agujeros roscados también ayudará a ahorrar tiempo y dinero en las piezas al reducir la necesidad de cambiar de herramientas.
Servicio de mecanizado CNC de policarbonato
El policarbonato, o PC, es un termoplástico amorfo. Su naturaleza amorfa significa que tiende a ablandarse antes de fundirse y no tiene un punto de fusión definido. Gazfull mecaniza policarbonato en láminas y barras negras o transparentes. Su transparencia, resistencia a la rotura y menor peso lo convierten en un excelente sustituto del vidrio. Además, soporta mejor las altas temperaturas que el acrílico. Sin embargo, el mecanizado CNC de policarbonato no produce piezas ópticamente transparentes por naturaleza, por lo que requiere un acabado adicional.
El PC (policarbonato) es un plástico de ingeniería con una excepcional resistencia a la fractura. Resiste impactos y, al mismo tiempo, ofrece claridad óptica, resistencia a los rayos UV y una resistencia térmica superior a la normal en comparación con otros plásticos de ingeniería.
PC genérico (policarbonato) de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Lentes de faros de coche, difusores de luz, carcasas impermeables | Alta resistencia al impacto, claridad excepcional, resistencia a temperaturas moderadas (hasta 275 ℉/135 ℃), tenacidad excepcional a la fractura. | Se raya fácilmente, poca resistencia química. | Comienza a los 3 días | Mediano ($$) | Se pueden alcanzar valores estándar de ±0.010″; ±0.002″; se encuentran disponibles valores inferiores a ±0.002″ tras una revisión manual. |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
PC genérico (policarbonato)
El mecanizado CNC de policarbonato es relativamente popular. Su excepcional resistencia al impacto lo hace ideal para componentes estructurales. Con casi el doble de resistencia al impacto que el ABS, el policarbonato presenta una de las mayores resistencias al impacto de todos los plásticos de ingeniería comunes. Se moldea fácilmente sin agrietarse ni romperse.
Propiedades generales de la PC
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Temperatura de transición vítrea (°C) |
|---|---|---|---|---|
40-154 | 3-233 | 90-95 | 57.2-208 | 142-152 |
Acabados
Solo una gama limitada de acabados superficiales son compatibles con los plásticos. Esto se aplica especialmente al mecanizado CNC de policarbonato, ya que este material tiende a rayarse con facilidad. A continuación, se enumeran algunos acabados posibles:
Pulido por vapor : El policarbonato mecanizado por CNC suele presentar marcas de herramientas en la superficie. Esto no es ideal para aplicaciones que requieren componentes ópticamente transparentes. El pulido, en general, consiste en eliminar marcas de herramientas o imperfecciones, y uno de los métodos más eficaces para el policarbonato es el pulido por vapor. Este proceso consiste en exponer la superficie a un disolvente que reacciona y provoca que la capa superficial se funda y fluya. De esta forma, se uniformiza la superficie y se eliminan las marcas de herramientas.
Recubrimiento resistente a los arañazos : Una desventaja del policarbonato es su propensión a rayarse con facilidad. Algunos recubrimientos disponibles en el mercado ayudan a mantener la claridad óptica del policarbonato a la vez que mejoran su resistencia a los arañazos.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El policarbonato es un plástico relativamente caro. A continuación, se presentan algunos consejos de diseño para ahorrar costos.
Subconjuntos: El policarbonato para mecanizado se suministra en láminas o barras. Por lo tanto, al mecanizar piezas mediante CNC, es importante diseñarlas con dimensiones estándar. Las piezas grandes mecanizadas a partir de un solo bloque de policarbonato pueden resultar prohibitivamente caras. En su lugar, considere diseñar subconjuntos separados que posteriormente se atornillarán o se fusionarán mediante soldadura plástica.
Características uniformes: Diseñar con características uniformes para reducir la necesidad de herramientas especializadas o el cambio constante de herramientas.
Mecanizado CNC PEEK
El PEEK o polieteretercetona es un plástico de ingeniería avanzado con numerosas propiedades beneficiosas, como resiliencia a altas temperaturas, resistencia a la abrasión, biocompatibilidad, resistencia al ultra alto vacío, excepcional resistencia química y su idoneidad para el mecanizado CNC.
El PEEK es un termoplástico semicristalino que puede operar continuamente a temperaturas de hasta 260 °C y es altamente resistente a los productos químicos. Sin embargo, cabe destacar que algunos ácidos, como el ácido sulfúrico, disuelven el material. El mecanizado CNC en PEEK es un método común para fabricar piezas para entornos extremos que requieren resistencia mecánica, estabilidad química o resistencia a altas temperaturas. Sus aplicaciones incluyen componentes para las industrias médica, aeroespacial y automotriz.
PEEK de un vistazo
| Aplicación | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Cojinetes, arandelas y engranajes, implantes espinales, herramientas quirúrgicas. | Hidrofóbico, mínima desgasificación en condiciones de alto vacío, biocompatible | Alto costo, biocompatible pero no se adhiere fácilmente al hueso. | El plazo de entrega de las piezas de PEEK comienza en 3 días hábiles. | Alto ($$$) | Se pueden alcanzar tolerancias de mecanizado de +/- .001” (+/- 0.025 mm) |
Ojeada genérica
El mecanizado de PEEK permite una amplia gama de aplicaciones que aprovechan las excepcionales propiedades de este material. El PEEK presenta muy pocas desventajas en comparación con otros plásticos de ingeniería. Una ventaja que lo distingue es su resistencia al calor. Puede operar a altas temperaturas durante más tiempo que la mayoría de los demás plásticos. Además, el PEEK es hidrófobo, por lo que no absorbe agua fácilmente y emite muy pocos gases en condiciones de vacío. Esta estabilidad es una gran ventaja. Los usos del PEEK incluyen desde aplicaciones médicas para implantes temporales hasta componentes aeroespaciales expuestos a vacío extremo.
Propiedades generales de PEEK
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Temperatura de transición vítrea (°C) |
|---|---|---|---|---|
65-120 | 1.5-110 | 62-89 | 182-210 | 143-155 |
PEEK USP Clase VI (TECAPEEK)
El PEEK con clasificación USP Clase VI, como TECAPEEK MT, son variantes biocompatibles diseñadas específicamente para su uso en tecnología médica. Se caracteriza por su alta resistencia química, resistencia a diversos métodos de esterilización y capacidad para conservar sus propiedades mecánicas a altas temperaturas. El PEEK de grado médico se utiliza a menudo en aplicaciones y dispositivos médicos que requieren un contacto limitado con la piel y los tejidos. El PEEK USP Clase VI también es recomendable para uso médico debido a su capacidad para soportar numerosos ciclos de esterilización sin degradarse.
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Rockwell M) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Temperatura de transición vítrea (°C) |
|---|---|---|---|---|
96.5-110 | 30-50 | 94-99 | 160 | 150 |
Mirar GF30
El PEEK GF30 es una variante del PEEK con un 30 % de fibra de vidrio. En comparación con el PEEK genérico sin fibra de vidrio, el GF30 ofrece una rigidez superior y una mayor resistencia mecánica. El PEEK reforzado con fibra de vidrio también ofrece mayor estabilidad dimensional y resistencia a la fluencia. Este material es ideal para piezas sometidas a altas cargas estáticas a temperaturas elevadas. El PEEK GF30 es menos adecuado para aplicaciones de cojinetes o desgaste debido al efecto abrasivo que ejercen las fibras de vidrio sobre las superficies de contacto.
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Rockwell M) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Temperatura máxima de servicio (°C) |
|---|---|---|---|---|
101-157 | 2.2-5 | 103 | 316 | 260-300 |
Acabados
Las piezas de PEEK son naturalmente de color gris o beige opaco. Dada la estructura polimérica del PEEK, las pinturas y recubrimientos son difíciles de adherir a su superficie. Sin embargo, gracias a su inherente resistencia química, suele ser aceptable dejar las piezas tal como se mecanizaron.
Tal como se mecaniza : El PEEK se mecaniza fácilmente y permite obtener acabados superficiales lisos. Gazfull ofrece cotizaciones automáticas de rugosidad superficial de hasta 32 µin Ra para el PEEK, pero puede cotizar valores aún menores con una revisión manual.
Granallado : Cualquier marca de herramienta indeseable puede eliminarse mediante el abrasión mecánica de la superficie con microesferas de vidrio.
Consejos de diseño para ahorrar costos
Debido al alto costo del material, es necesario minimizar los costos generales de fabricación. Un método para gestionar el costo del mecanizado CNC en PEEK es solicitar el recocido durante la fabricación. Esto puede reducir el agrietamiento superficial e interno, lo que a su vez reduce la tasa de desperdicio y los costos generales para el fabricante.
Mecanizado CNC de teflón (PTFE)
El PTFE, o politetrafluoroetileno, es un termoplástico a base de fluoropolímero compuesto íntegramente por átomos de carbono y flúor. Se le conoce comúnmente por su nombre comercial de DuPont, Teflon. Sus propiedades de resistencia a la temperatura se encuentran entre las más altas de todos los plásticos de ingeniería comunes. También es excepcionalmente resistente a la corrosión gracias a su composición química de fluoropolímero. El mecanizado CNC de PTFE-Teflon es relativamente sencillo debido a su baja resistencia y relativa blandura, aunque puede resultar difícil mantener altos niveles de precisión.
El PTFE-teflón se distingue de la mayoría de los plásticos de ingeniería por su elevado punto de fusión, bajo coeficiente de fricción y su inercia química. Estas propiedades inusuales han permitido que los recubrimientos de PTFE-teflón desempeñen un papel reconocido en utensilios de cocina antiadherentes y otras aplicaciones en las industrias de alimentos y bebidas, petroquímica, médica y de componentes eléctricos.
PC genérico (policarbonato) de un vistazo
| Aplicaciones | Ventajas | Desventajas | Tiempo De Espera | Precio | Tolerancias |
|---|---|---|---|---|---|
Implantes médicos, recubrimientos de tuberías para productos químicos corrosivos, aislamiento de componentes eléctricos | Apto para alimentos, hidrófobo, resistente a altas temperaturas, bajo coeficiente de fricción. | Crea humos tóxicos cuando se sobrecalienta, poca resistencia a la abrasión. | Los plazos de entrega comienzan en 3 días. | Mediano ($$) | La tolerancia estándar es de +/- 0.010”; se pueden alcanzar tolerancias de +/- 0.001″. |
PTFE-Teflón Virgen
A pesar de que el material se utiliza principalmente como recubrimiento, algunos implantes médicos se fabrican mediante mecanizado CNC en PTFE-teflón. El teflón es inerte, por lo que los implantes médicos fabricados con este material no son rechazados por el cuerpo. Su bajo coeficiente de fricción lo hace ideal para componentes de contacto deslizante, como rodamientos.
Propiedades generales del PTFE-teflón
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Temperatura de fusión (°C) |
|---|---|---|---|---|
9-30 | 300-400 | 55-65 | 115 | 330 |
Nota: Solo como referencia. Los valores pueden variar ligeramente según el grado y el fabricante.
Acabados
El teflón es altamente resistente a los recubrimientos gracias a su naturaleza antiadherente. El teflón tiende a dejar rebabas en los bordes mecanizados, pero Gazfull las elimina automáticamente antes de enviar el producto terminado.
Tal como se mecanizó : Lo mejor es dejar la pieza en su estado mecanizado.
Granallado : Para obtener un acabado más liso y eliminar irregularidades, las piezas pueden someterse a un granallado para lograr una superficie uniforme y lisa.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El mecanizado CNC en PTFE-teflón puede ser complejo, especialmente si se requieren tolerancias estrictas. Por ello, es fundamental garantizar que el proceso de mecanizado sea lo más sencillo y rápido posible.
Características de diseño en los mismos planos de ejes: Esto minimizará la necesidad de utilizar máquinas CNC de 4 y 5 ejes, que son más costosas.
La consistencia es clave : mantener la uniformidad en características como los radios de las esquinas internas y los agujeros roscados también ayudará a ahorrar tiempo y dinero en las piezas al reducir la necesidad de cambiar de herramientas.
Garolita G-10 para mecanizado CNC
La garolita es un compuesto termoestable hecho de fibra de vidrio y resina epoxi fenólica. Al ser termoestable, la garolita no se puede fundir ni reformar. Si se calienta por encima de su temperatura máxima de funcionamiento, se descompone químicamente y pierde sus propiedades una vez enfriada. Esto imposibilita el moldeo por inyección de garolita. El mecanizado CNC de garolita es el único método para fabricar piezas complejas con este material.
La garolita es un compuesto epóxico reforzado con fibra de vidrio con una alta relación resistencia-peso y excelente resistencia a la corrosión y la humedad, lo que la hace ideal para aplicaciones marinas. Además, es ignífuga y un excelente aislante eléctrico, lo que la convierte en un material predilecto para sustratos de placas de circuitos electrónicos.
Garolita G-10 (FR4)
El mecanizado CNC en garolita G-10 (FR4) produce piezas ideales para aplicaciones corrosivas o con alta humedad. Estas condiciones ambientales se suelen encontrar en la industria marina, donde la garolita se utiliza para componentes de motores como soportes de montaje y aplicaciones que requieren aislamiento eléctrico y resistencia mecánica.
Gazfull ofrece garolita en grados G-10 y G-10 FR4. El FR4 es un grado ignífugo de garolita G-10 con una clasificación de inflamabilidad UL94 V-0. Ambos grados comparten propiedades de material similares, salvo por la mayor clasificación de inflamabilidad que ofrece el FR4. En la mayoría de los casos, el G-10 FR4 se puede sustituir sin problemas cuando se requiere G-10; sin embargo, no se debe sustituir el G-10 cuando se requiere el FR4.
Propiedades generales del material Garolita G-10 (FR4)
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Resistencia a la compresión (MPa) | Dureza (Rockwell M) | Clasificación de inflamabilidad | Temperatura de funcionamiento continuo (°C) |
|---|---|---|---|---|
262-310 | 448 | 110 | UL94 V-0 | 140 |
Garolita G11 (FR5)
Similar al G-10, la garolita G-11 (FR5) es un material laminado de vidrio y epoxi. El G11 es un mejor aislante térmico que el G10 y, por lo tanto, soporta temperaturas de funcionamiento más altas. Esto lo convierte en una excelente opción para aplicaciones mecánicas o eléctricas en entornos de alta temperatura.
Propiedades generales del material Garolita G11 (FR5)
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Resistencia a la compresión (MPa) | Dureza (Rockwell M) | Clasificación de inflamabilidad | Temperatura de funcionamiento continuo (°C) |
|---|---|---|---|---|
255-295 | 434 | 112 | UL94 V-0 | 150 |
Acabados
La garolita es típicamente un material de color verde a verde amarillento, pero también se vende en negro. No se pule bien debido a su composición fibrosa. Normalmente, pulir su acabado mate no le dará brillo.
Tal como se mecaniza : La garolita generalmente presenta un acabado mate liso después del mecanizado. Esto significa que las piezas que se dejan en su estado original no verán comprometida su estética.
Granallado: Las piezas fabricadas en garolita pueden someterse a un granallado para eliminar cualquier irregularidad superficial producida durante el mecanizado.
Consejos de diseño para ahorrar costos
La garolita es un plástico de ingeniería de alto costo y, como tal, es importante limitar los costos de fabricación siempre que sea posible.
Diseño según tamaños estándar: La garolita se presenta únicamente en barras, varillas, tubos y láminas. Al diseñar piezas con este material, es fundamental conocer primero los tamaños disponibles y, posteriormente, diseñar para cumplir con dichas limitaciones. Reducir la cantidad de material necesario para alcanzar las dimensiones finales se traduce en un mayor ahorro de costes, tanto en términos de desperdicio de material como de tiempo de mecanizado. El mecanizado CNC de la garolita requiere herramientas de diamante o superaleación, por lo que su mecanizado resulta costoso.
Mecanizado CNC de PVC
El PVC es uno de los plásticos de ingeniería más utilizados. Generalmente se presenta en dos formas: PVC plastificado y sin plastificar. El PVC sin plastificar se utiliza en piezas rígidas como tuberías y accesorios. El mecanizado CNC de PVC se realiza generalmente con esta versión rígida del material. El PVC plastificado se utiliza en aplicaciones que requieren flexibilidad, como cables o tubos pequeños.
La producción de PVC utiliza menos materias primas no renovables por volumen que la mayoría de los demás plásticos, lo que lo convierte en uno de los plásticos más ecológicos disponibles. El mecanizado CNC del PVC es similar al de otros plásticos de ingeniería y, gracias a su rigidez y dureza, se mecaniza con relativa facilidad.
El mecanizado de PVC da como resultado piezas económicas con excelentes propiedades mecánicas y la ventaja adicional de ser resistentes a la intemperie. La resistencia del material a la humedad y a los rayos UV lo hace atractivo para aplicaciones como tuberías y accesorios.
PVC rígido / no plastificado
| Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | Alargamiento a la rotura (%) | Dureza (Shore D) | Temperatura de deflexión térmica (°C) | Clasificación de inflamabilidad (UL 94 (1.5 mm)) | Color |
|---|---|---|---|---|---|
45.6 | 110 | 80 | 72.5 | HB-5VA | Gris |
Acabados
A diferencia de la mayoría de los demás plásticos de ingeniería, el PVC se puede pintar fácilmente, tanto por motivos estéticos como para prolongar su vida útil en exteriores. Cabe destacar que, si bien sus propiedades mecánicas se mantienen constantes, el PVC transparente tiende a decolorarse con el tiempo al exponerse al sol u otras fuentes de rayos UV.
Pintado: El PVC se puede pintar siempre que la pintura no contenga disolventes que ataquen el cloruro de polivinilo. Asegúrese de que la pintura esté formulada para aplicarse sobre PVC sin alterar sus propiedades mecánicas.
Tal como se mecaniza : El PVC se mecaniza fácilmente y produce un acabado superficial liso y relativamente brillante sin necesidad de operaciones adicionales.
Consejos de diseño para ahorrar costos
El mecanizado CNC en PVC produce componentes ligeros y económicos. Sin embargo, el siguiente consejo puede ayudar a minimizar aún más los costos:
Subconjuntos: El PVC está disponible en láminas o barras de diversos tamaños. Planifique su diseño de manera que pueda crear componentes a partir de estos tamaños y ensamblarlos posteriormente para formar la pieza final. Los adhesivos para PVC son fáciles de conseguir y permiten crear piezas complejas a partir de múltiples subconjuntos de forma rentable.
Los plásticos CNC siguen las mismas convenciones de diseño que los metales mecanizados por CNC, así que utilice las mejores prácticas de diseño de mecanizado siempre que sea posible.