Una descripción común del mecanizado CNC, la mayoría de las veces, implica trabajar con una pieza de trabajo metálica. Sin embargo, el mecanizado CNC no solo es ampliamente aplicable a los plásticos, sino que el mecanizado CNC de plástico también es uno de los procesos de mecanizado comunes en varias industrias.
La aceptación del mecanizado de plástico como proceso de fabricación se debe a la amplia gama de materiales plásticos CNC disponibles. Además, con la introducción del control numérico por computadora, el proceso se vuelve más preciso, más rápido y adecuado para fabricar piezas con tolerancias estrictas. ¿Cuánto sabes sobre el mecanizado CNC de plástico? Este artículo analiza los materiales compatibles con el proceso, las técnicas disponibles y otras cosas que pueden ayudar en su proyecto.
Plásticos para mecanizado CNC
Muchos plásticos mecanizables son adecuados para la fabricación de piezas y productos que fabrican varias industrias. Su uso depende de sus propiedades, y algunos plásticos mecanizables, como el nailon, tienen excelentes propiedades mecánicas que les permiten sustituir a los metales. A continuación se detallan los plásticos más comunes para el mecanizado de plásticos personalizados:
ABS:
El acrilonitrilo butadieno estireno, o ABS, es un material CNC liviano conocido por su resistencia al impacto, solidez y alta maquinabilidad. Aunque presenta buenas propiedades mecánicas, su baja estabilidad química se hace evidente en su susceptibilidad a grasas, alcoholes y otros disolventes químicos. Además, la estabilidad térmica del ABS puro (es decir, ABS sin aditivos) es baja, ya que el polímero plástico arderá incluso después de retirar la llama.
Ventajas
Es ligero sin perder su resistencia mecánica.
El polímero plástico es altamente mecanizable, lo que lo convierte en un material muy popular para la creación rápida de prototipos.
El ABS tiene un punto de fusión bajo (esto es importante para otros procesos rápidos de creación de prototipos, como la impresión 3D y el moldeo por inyección).
Tiene una alta resistencia a la tracción.
El ABS tiene una alta durabilidad, lo que significa una vida útil más larga.
Es asequible.
Contras
Libera vapores de plástico calientes cuando se somete al calor.
Necesita una ventilación adecuada para evitar la acumulación de dichos gases.
Tiene un punto de fusión bajo que puede causar deformación por el calor generado por la máquina CNC.
Aplicaciones
El ABS es un termoplástico de ingeniería muy popular utilizado por muchos servicios de creación rápida de prototipos en la fabricación de productos debido a sus excelentes propiedades y asequibilidad. Es aplicable en las industrias eléctrica y automotriz en la fabricación de piezas como tapas de teclados, cajas electrónicas y componentes de tableros de automóviles.
Nylon
El nailon o poliamida es un polímero plástico de baja fricción con alta resistencia al impacto, a los químicos y a la abrasión. Sus excelentes propiedades mecánicas, como resistencia (76 mPa), durabilidad y dureza (116R), lo hacen muy adecuado para el mecanizado CNC y mejoran aún más su aplicación en las industrias de fabricación de piezas médicas y de automoción.
Ventajas
Excelentes propiedades mecánicas.
Tiene una alta resistencia a la tracción.
Rentable.
Es un polímero liviano.
Es resistente al calor y a los productos químicos.
Contras
Tiene baja estabilidad dimensional.
El nailon puede absorber la humedad fácilmente.
Es susceptible a los ácidos minerales fuertes.
Aplicaciones
El nailon es un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento aplicable a la creación de prototipos y la fabricación de piezas reales en las industrias médica y automotriz. Los componentes fabricados con material CNC incluyen cojinetes, arandelas y tubos.
Acrílico
El acrílico o PMMA (polimetacrilato de metilo) es popular en el mecanizado CNC de plástico debido a sus propiedades ópticas. El polímero plástico es translúcido y resistente al rayado, de ahí sus aplicaciones en industrias que requieren tales propiedades. Aparte de eso, tiene muy buenas propiedades mecánicas, evidentes en su tenacidad y resistencia al impacto. Por su bajo costo, el mecanizado CNC de acrílico se ha convertido en una alternativa a los polímeros plásticos como el policarbonato y el vidrio.
Ventajas
Es ligero.
El acrílico es altamente resistente a los químicos y a los rayos UV.
Tiene alta maquinabilidad.
El acrílico tiene una alta resistencia química.
Contras
No es tan resistente al calor, los impactos y la abrasión.
Puede agrietarse bajo cargas pesadas.
No es resistente a sustancias orgánicas cloradas/aromáticas.
Aplicaciones
El acrílico es aplicable para reemplazar materiales como el policarbonato y el vidrio. Como resultado, es aplicable en la industria automotriz para fabricar tubos de luz y cubiertas de luces indicadoras de automóviles y en otras industrias para fabricar paneles solares, marquesinas para invernaderos, etc.
POM
POM o Delrin (nombre comercial) es un material plástico CNC altamente mecanizable elegido por muchos servicios de mecanizado CNC por su alta resistencia al calor, los productos químicos y el desgaste. Hay varios grados de Delrin, pero la mayoría de las industrias confían en Delrin 150 y 570 porque son dimensionalmente estables.
Ventajas
Son los más mecanizables de todos los materiales plásticos CNC.
Tienen una excelente resistencia química.
Tienen una alta estabilidad dimensional.
Tiene una alta resistencia a la tracción y durabilidad, lo que garantiza una vida útil más larga.
Contras
Tiene poca resistencia a los ácidos.
Aplicaciones
POM encuentra su aplicación en diversas industrias. Por ejemplo, en el sector del automóvil se utiliza para fabricar componentes de cinturones de seguridad. La industria de equipos médicos lo emplea para producir plumas de insulina, mientras que el sector de bienes de consumo utiliza POM para fabricar cigarrillos electrónicos y medidores de agua.
PEAD
El plástico de polietileno de alta densidad es un termoplástico con alta resistencia al estrés y a los productos químicos corrosivos. Ofrece excelentes propiedades mecánicas como resistencia a la tracción (4000PSI) y dureza (R65) que su contraparte, reemplazándolo el LDPE en aplicaciones con tales requisitos.
Ventajas
Es un plástico flexible mecanizable.
Es muy resistente al estrés y a los productos químicos.
Tiene excelentes propiedades mecánicas.
El ABS tiene una alta durabilidad, lo que significa una vida útil más larga.
Contras
Tiene poca resistencia a los rayos UV.
Aplicaciones
HDPE Tiene una variedad de aplicaciones, incluida la creación de prototipos, la creación de engranajes, rodamientos, embalajes, aislamiento eléctrico y equipos médicos. Es ideal para la creación de prototipos, ya que se puede mecanizar rápida y fácilmente, y su bajo costo lo hace excelente para crear múltiples iteraciones. Además, es un buen material para engranajes por su bajo coeficiente de fricción y alta resistencia al desgaste, y para rodamientos, porque es autolubricante y químicamente resistente.
PEBD
El LDPE es un polímero plástico resistente y flexible con buena resistencia química y a bajas temperaturas. Es ampliamente aplicable en la industria de fabricación de piezas médicas para fabricar prótesis y aparatos ortopédicos.
Ventajas
Es resistente y flexible.
Es altamente resistente a la corrosión.
Es fácil de sellar mediante técnicas térmicas como la soldadura.
Contras
No es adecuado para piezas que requieren resistencia a altas temperaturas.
Tiene baja rigidez y resistencia estructural.
Aplicaciones
El LDPE se utiliza a menudo para producir engranajes y componentes mecánicos personalizados, componentes eléctricos como aisladores y carcasas para dispositivos electrónicos, y piezas con una apariencia pulida o brillante. Es más. su bajo coeficiente de fricción, alta resistencia de aislamiento y durabilidad lo convierten en un material ideal para aplicaciones de alto rendimiento.
policarbonato
La PC es un polímero plástico resistente pero liviano con propiedades retardantes del calor y aislantes eléctricos. Al igual que el acrílico, puede sustituir al vidrio debido a su transparencia natural.
Ventajas
Es más eficiente que la mayoría de los termoplásticos de ingeniería.
Es naturalmente transparente y puede transmitir luz.
Coge muy bien el color.
Tiene alta resistencia a la tracción y durabilidad.
El PC es resistente a ácidos, aceites y grasas diluidos.
Contras
Se degrada después de una exposición prolongada al agua a más de 60°C.
Es susceptible al desgaste por hidrocarburos.
Amarilleará con el tiempo después de una exposición prolongada a los rayos UV.
Aplicaciones
Gracias a sus propiedades ligeras, el policarbonato puede sustituir al material de vidrio. Por lo tanto, se utiliza para fabricar gafas de seguridad y CD/DVD. Aparte de eso, es adecuado para fabricar implementos quirúrgicos y disyuntores.
Métodos de mecanizado CNC de plástico
El mecanizado CNC de piezas de plástico implica el uso de una máquina controlada por computadora para eliminar parte del polímero plástico y formar el producto deseado. El proceso de fabricación sustractiva puede crear innumerables piezas con tolerancia estricta, uniformidad y precisión utilizando los siguientes métodos.
Torneado CNC
El torneado CNC es una técnica de mecanizado que implica sujetar la pieza de trabajo en un torno y girarla contra la herramienta de corte mediante giro o giro. También existen varios tipos de torneado CNC, que incluyen:
El torneado CNC recto o cilíndrico es adecuado para cortes grandes.
El torneado cónico CNC es adecuado para crear piezas con formas cónicas.
Existen varias pautas que puede utilizar en el torneado CNC de plástico, que incluyen:
Asegúrese de que los bordes cortantes tengan una inclinación trasera negativa para minimizar el roce.
Los bordes cortantes deben tener un gran ángulo de alivio.
Pula la superficie de la pieza de trabajo para obtener un mejor acabado superficial y reducir la acumulación de material.
Reduzca la velocidad de avance para mejorar la precisión de los cortes finales (use una velocidad de avance de 0,015 IPR para cortes preliminares y 0,005 IPR para cortes precisos).
Adapte los ángulos de separación, laterales y de inclinación al material plástico.
Fresado CNC
El fresado CNC implica el uso de una fresa para eliminar material de la pieza de trabajo y obtener la pieza requerida. Existen diferentes fresadoras CNC divididas en fresadoras de 3 ejes y fresadoras multieje.
Por un lado, una fresadora CNC de 3 ejes puede moverse en tres ejes lineales (de izquierda a derecha, de ida y vuelta, de arriba a abajo). Como resultado, es muy adecuado para crear piezas con diseños simples. Por otro lado, los molinos multiejes pueden moverse en más de tres ejes. Como resultado, es adecuado para el mecanizado CNC de piezas de plástico con geometrías complicadas.
Existen varias pautas que puede utilizar en el fresado CNC de plástico, que incluyen:
Mecanizar un termoplástico reforzado con carbono o vidrio con herramientas de carbono.
Aumente la velocidad del husillo utilizando abrazaderas.
Reduzca la concentración de tensiones creando esquinas internas redondeadas.
Enfriamiento directamente en el enrutador para dispersar el calor.
Elija la velocidad de rotación.
Desbarbar las piezas de plástico después del fresado para mejorar el acabado superficial.
Perforación CNC
La perforación CNC de plástico implica crear un agujero en una pieza de plástico utilizando un taladro montado con una broca. El tamaño y la forma de la broca determinan el tamaño del agujero. Además, también desempeña un papel en la evacuación de virutas. Los tipos de taladro de columna que puede utilizar incluyen el de banco, el vertical y el radial.
Existen varias pautas que puede utilizar en la perforación CNC de plástico, que incluyen:
Asegúrese de utilizar brocas CNC afiladas para evitar ejercer presión sobre la pieza de trabajo de plástico.
Utilice la broca adecuada. Por ejemplo, una broca de 90 a 118° con un ángulo de labio de 9 a 15° es adecuada para la mayoría de los termoplásticos (para acrílico, use una inclinación de 0°).
Asegure una fácil expulsión de la viruta eligiendo la broca adecuada.
Utilice un sistema de refrigeración para aliviar el exceso generado durante el proceso de mecanizado.
Para retirar el taladro CNC sin dañarlo, asegúrese de que la profundidad de perforación sea inferior a tres o cuatro veces. el diámetro de la broca. Además, reduzca la velocidad de avance cuando la broca casi haya salido del material.
Alternativas al mecanizado de plástico
Además del mecanizado CNC de piezas de plástico, otros procesos rápidos de creación de prototipos pueden servir como alternativas. Los más comunes incluyen:
Moldeo por inyección
Este es un proceso de producción en masa popular para trabajar con piezas de plástico. El moldeo por inyección implica la creación de un molde a partir de aluminio o acero dependiendo de factores como la longevidad. Luego, el plástico fundido se inyecta en la cavidad del molde, se enfría y toma la forma deseada.
El moldeo por inyección de plástico es adecuado tanto para la creación de prototipos como para la fabricación de piezas reales. Aparte de eso, es un método rentable adecuado para piezas con diseños complejos y simples. Además, las piezas moldeadas por inyección apenas requieren trabajo o tratamiento superficial adicional.
Impresión 3D
La impresión 3D es el método de creación de prototipos más común utilizado en las pequeñas empresas. El proceso de fabricación aditiva es una herramienta de creación rápida de prototipos que comprende tecnologías como la estereolitografía (SLA), el modelado por deposición fundida (FDM) y la sinterización selectiva por láser (SLS) que se utilizan para trabajar en termoplásticos como nailon, PLA, ABS y ULTEM.
Cada tecnología implica la creación de modelos digitales 3D y la construcción de las piezas deseadas capa por capa. Esto es similar al mecanizado CNC de plástico, aunque genera menos desperdicio de material, a diferencia de este último. Además, elimina la necesidad de herramientas y es más adecuado para fabricar piezas con diseños complejos.
Fundición al vacío
La fundición al vacío o la fundición de poliuretano/uretano implica moldes de silicona y resinas para hacer una copia de un patrón maestro. El rápido proceso de creación de prototipos es adecuado para crear plástico de alta calidad. Además, las copias son aplicables para visualizar ideas o solucionar problemas de diseño.
Aplicaciones industriales del mecanizado CNC de plástico
El mecanizado CNC de plástico es ampliamente aplicable debido a beneficios como exactitud, precisión y tolerancia estricta. Las aplicaciones industriales comunes del proceso incluyen:
Industria médica
El mecanizado de plástico CNC se aplica actualmente en la fabricación de piezas mecanizadas médicas, como prótesis y corazones artificiales. Su alto grado de precisión y repetibilidad le permite cumplir con los estrictos estándares de seguridad requeridos por la industria. Además, existe una gran variedad de opciones de materiales y produce formas complejas.
Componentes automotrices
Tanto los diseñadores como los ingenieros de automóviles utilizan el mecanizado CNC de plástico para fabricar prototipos y componentes automotrices en tiempo real. El plástico es ampliamente aplicable en la industria en la fabricación de piezas de plástico CNC personalizadas, como tableros, debido a su peso ligero, lo que reduce el consumo de combustible. Además, el plástico es resistente a la corrosión y al desgaste, que experimentan la mayoría de los componentes de automóviles. Aparte de eso, el plástico se puede moldear fácilmente en formas complejas.
Piezas aeroespaciales
La fabricación de piezas aeroespaciales requiere un método de fabricación que tenga alta precisión y tolerancias estrictas. Como resultado, la industria opta por el mecanizado CNC para diseñar, probar y construir diferentes piezas mecanizadas aeroespaciales. Los materiales plásticos son aplicables debido a su idoneidad para formas complejas, resistencia, peso ligero y alto contenido de productos químicos y resistencia al calor.
Industria Electrónica
La industria electrónica también favorece el mecanizado de plástico CNC debido a su alta precisión y repetibilidad. Actualmente, el proceso se utiliza para fabricar piezas electrónicas de plástico mecanizadas por CNC, como carcasas de cables, teclados de dispositivos y pantallas LCD.
Cuándo elegir el mecanizado CNC de plástico
Elegir entre los muchos procesos de fabricación de plástico mencionados anteriormente puede resultar un desafío. Como resultado, a continuación se presentan algunas consideraciones que pueden ayudarle a decidir si el mecanizado CNC de plástico es el mejor proceso para su proyecto:
Si se diseña un prototipo de plástico con tolerancia estricta
El mecanizado de plástico CNC es el mejor método para fabricar piezas con diseños que requieren tolerancias estrictas. Una fresadora CNC convencional puede alcanzar una tolerancia estricta de aproximadamente 4 μm.
Si el prototipo de plástico requiere un acabado superficial de calidad
La máquina CNC ofrece un acabado superficial de alta calidad, lo que la hace adecuada si su proyecto no necesita un proceso de acabado superficial adicional. Esto es diferente a la impresión 3D, que deja marcas en las capas durante la impresión.
Si el prototipo de plástico requiere materiales especiales
El mecanizado CNC de plástico se puede utilizar para producir piezas a partir de una amplia gama de materiales plásticos, incluidos aquellos con propiedades especiales como resistencia a altas temperaturas, alta resistencia o alta resistencia química. Esto lo convierte en una opción ideal para crear prototipos con requisitos especializados.
Si sus productos están en etapa de prueba
El mecanizado CNC se basa en modelos 3D, que son fáciles de cambiar. Dado que la etapa de prueba requiere modificaciones constantes, el mecanizado CNC permite a los diseñadores y fabricantes crear prototipos de plástico funcionales para probar y solucionar defectos de diseño.
· Si Necesita una Opción Económica
Al igual que otros métodos de fabricación, el mecanizado CNC de plástico es adecuado para fabricar piezas de forma rentable. Los plásticos son menos costosos que los metales y otros materiales, como los compuestos. Además, el control numérico por computadora es más preciso y el proceso es adecuado para diseños complejos.
Conclusión
El mecanizado de plástico CNC es un proceso ampliamente aceptado industrialmente debido a su precisión, velocidad e idoneidad para fabricar piezas con tolerancias estrictas. Este artículo habla sobre los diferentes materiales de mecanizado CNC compatibles con el proceso, las técnicas disponibles y otras cosas que pueden ayudar en su proyecto.
Elegir la técnica de mecanizado adecuada puede ser un gran desafío y requiere subcontratar a un proveedor de servicios CNC para plástico. En GuanSheng ofrecemos servicios de mecanizado CNC de plástico personalizados y podemos ayudarlo a fabricar diferentes piezas para creación de prototipos o uso en tiempo real según sus requisitos.
Disponemos de diversos materiales plásticos aptos para el mecanizado CNC con un riguroso y ágil proceso de selección. Además, nuestro equipo de ingeniería puede brindar asesoramiento profesional sobre la selección de materiales y sugerencias de diseño. Cargue su diseño hoy y obtenga cotizaciones instantáneas y análisis DfM gratuitos a un precio competitivo.
Hora de publicación: 13-nov-2023