El mecanizado de plásticos ha evolucionado en las últimas décadas, posicionándose como una opción viable y, en muchos casos, superior frente al mecanizado de metales. Este proceso se usa en múltiples industrias debido a sus ventajas y la creciente demanda de materiales plásticos especializados.
Hoy, como expertos en plásticos mecanizados, te queremos hablar de las ventajas de optar por esta técnica, los procesos involucrados, y mucho más.
¿Cuáles son las principales diferencias entre el mecanizado de plásticos y de metal?
El mecanizado de plásticos y el de metales tienen diferencias significativas, que influyen en la selección del material adecuado para cada aplicación.
A continuación, te detallamos algunas de las principales:
- Propiedades mecánicas: el plástico cuenta con propiedades mecánicas más susceptibles, según las partículas, la unión y la estructura molecular que se forma entre ellas. Esto le confiere una elasticidad mucho mayor que la del metal.
- Estabilidad dimensional: los polímeros tienen una mayor estabilidad dimensional en comparación con los metales. Es decir, menor tendencia a deformarse bajo estrés o cambios de temperatura.
- Coeficiente de dilatación térmica: el coeficiente de dilatación térmica del plástico es aproximadamente 20 veces mayor que el del metal.
- Disipación del calor: los plásticos disipan menos calor que los metales, lo que es una ventaja en aplicaciones donde la retención de calor es importante, pero una desventaja cuando se requiere una rápida disipación térmica.
- Procesos de mecanizado: mientras que los metales necesitan herramientas de corte más fuertes de mecanizado, los plásticos se mecanizan con herramientas más simples.
¿Cuáles son las ventajas de mecanizar plásticos frente al metal?
El mecanizado de plásticos ofrece ciertas ventajas que lo hacen preferible en numerosos usos. Las más destacadas son:
- Baja densidad: cuando el peso es un factor a considerar, como en la industria automotriz, los plásticos son una mejor opción, gracias a su ligereza.
- Resistencia a la corrosión: los metales resisten menos a la corrosión, y suelen necesitar recubrimientos protectores.
- Absorción de ruidos y vibraciones: los plásticos absorben mejor tanto los ruidos como las vibraciones.
- Resistencia química: los polímeros resisten eficazmente los productos químicos que se emplean en algunos entornos.
- Coste reducido: aunque el coste del material es similar, el mecanizado de plástico es más económico debido a la facilidad de trabajo del material.
¿Cuál es el proceso de mecanizado de piezas de plásticos?
El proceso de mecanizado de plásticos puede ser ejecutado mediante diferentes técnicas como es el caso del arranque de viruta y la fabricación sin arranque de material. También existe la erosión eléctrica (o electroerosión).
Además, se realiza el corte con herramientas de acero rápido. Por tanto, se debe tener precisión sobre los ángulos y establecer una geometría idónea. Bien sea de enroscado o ensamblado o fabricación de una pieza lisa.
El proceso comienza con la preparación de un bloque sólido de plástico que servirá como materia prima. Este bloque se coloca en una máquina de mecanizado, como una fresadora o un torno, controlada por un sistema CNC (Control Numérico por Computadora).
En esta etapa inicial, se configuran las trayectorias de las herramientas de corte y se definen las velocidades y los movimientos necesarios para dar forma al material según las especificaciones del diseño.
Durante el mecanizado, la máquina elimina el material del bloque mediante corte, taladro o esmerilado, siguiendo las trayectorias programadas. Se debe controlar la temperatura y la estabilidad del material durante este proceso, ya que los plásticos son sensibles al calor generado por la fricción.
Una vez que la pieza ha sido completamente mecanizada, se realizan los acabados finales, que incluyen la limpieza de residuos, la eliminación de rebabas y cualquier recorte adicional.
Aspectos a considerar para el mecanizado de plástico
Para optimizar los resultados y evitar problemas comunes, hay que tener en cuenta los siguientes aspectos:
Regulación térmica
El exceso de calor causa deformaciones, cambios en las propiedades del material y la fusión del plástico. Es muy importante ajustar la velocidad de corte y utilizar refrigerantes para minimizar la fricción y disipar el calor generado.
Soporte de procesos
El uso de soportes es necesario para evitar el movimiento de la pieza durante el mecanizado. Los plásticos son más flexibles que los metales, y esto causa problemas de estabilidad si no se emplean métodos de sujeción adecuados.
Posibles acabados
Los acabados varían en función del uso final de la pieza. Algunas aplicaciones requieren un acabado liso y pulido, mientras que otras se benefician de texturas específicas o tratamientos adicionales como el recubrimiento o la impresión.
Planifica el tipo de acabado desde el inicio para asegurar que el proceso se ajuste a los requisitos finales.
Tipos de plásticos técnicos mecanizables
Existen numerosos tipos de plásticos técnicos que son aptos para el mecanizado, cada uno con sus propiedades específicas.
- Nylon: cuenta con alta resistencia mecánica, bajo coeficiente de fricción y buena resistencia al desgaste. A la hora de mecanizarlo, es perfecto para piezas duraderas, como engranajes y rodamientos.
- Metacrilato: también conocido como acrílico, este plástico es transparente y aporta una excelente resistencia a los impactos. El mecanizado de metacrilato es común en la fabricación de pantallas, carcasas y componentes ópticos.
- PEEK (Polieteretercetona): es una sustancia con gran resistencia térmica, química y mecánica. Se utiliza en el sector aeroespacial, sanitario y electrónico.
- PTFE (Politetrafluoroetileno): se conoce comercialmente como Teflón, es muy resistente a los productos químicos y tiene un coeficiente de fricción extremadamente bajo.
- Policarbonato: es un plástico altamente resistente a los impactos y transparente. Se emplea en aplicaciones de seguridad, como escudos protectores y carcasas resistentes.
Existen diferentes tipos de plásticos los cuales pueden ser de gran utilidad al momento de realizar un mecanizado de plásticos: tal es el caso del plástico estándar aunque también existen otros con mejores especificaciones como el plástico de ingeniería o de alta temperatura.
Estas clasificaciones de plástico son muy demandadas en el sector de industrias del mecanizado por sus ventajas de uso y durabilidad. Otras de sus características son la ligereza y resistencia del material así como la rentabilidad económica que estas representan.
Algunas de sus especificaciones son:
- Estándar: Alcanzan temperaturas de fusión alrededor de los 100º. Tipos de plástico estándar: ABS. PPE. PS. PP. PA entre otros.
- De ingeniería: Logran temperaturas de fusión de 150º. Tipo de Plástico de Ingeniería: PMP.PET. POM entre otros.
- De alta temperatura: Funden el plástico sobre los 300º. Tipos de Alta temperatura: PEEK, PVDF entre otros.
Aplicaciones del mecanizado de plástico
El mecanizado de plásticos posee una gran variedad de usos, debido a las propiedades únicas de estos materiales. Las aplicaciones más comunes son:
- Aeroespacial: el peso reducido y la resistencia al calor es perfecto para componentes de aeronaves y sistemas espaciales.
- Medicina: los plásticos como el PEEK y el PTFE se emplean en la fabricación de implantes, instrumentos quirúrgicos y dispositivos médicos gracias a su biocompatibilidad y resistencia química.
- Industria química: la resistencia a los productos químicos y la corrosión hace que los plásticos sean la elección preferida para piezas como válvulas, sellos y tuberías.
- Automotriz: los plásticos mecanizados se utilizan en la elaboración de piezas como paneles de instrumentos, componentes de motores y elementos estructurales ligeros.
- Electrónica: este tipo de mecanizado permite la fabricación de componentes electrónicos con propiedades aislantes y capacidad para ser moldeados en formas complejas.
Angis: Expertos en mecanizado de plástico
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