¿Qué es el mecanizado de plástico CNC?
Es necesario comprender qué significa “CNC” para apreciar la profundidad de los conocimientos que poseemos en el mecanizado CNC de plástico. "CNC" se refiere al "control numérico por computadora", un tipo de mecanizado en el que un software de computadora preprogramado proporciona instrucciones a las herramientas y máquinas para fabricar productos. Debido a que el mecanizado CNC es tan eficiente, se ha utilizado en varias operaciones y procedimientos. Las máquinas CNC pueden gestionar múltiples mecanismos: rectificadoras, tornos y fresadoras.
Otra ventaja del mecanizado de plástico CNC es que puede realizar trabajos que requieren un corte tridimensional con solo un conjunto de indicaciones. Ofrece muchas posibilidades creativas. Debido a esto, se prefiere su uso en componentes más complicados. El mecanizado manual requiere la presencia de un operador, que utiliza controles como palancas y botones para dirigir la máquina o máquinas. El mecanizado de plástico con CNC elimina la necesidad del trabajador adicional que antes se requería. Este enfoque de vanguardia requiere la provisión de instrucciones precisas a una máquina para que pueda llevar a cabo una serie de responsabilidades con éxito y de forma automática.
Creación de prototipos de plástico con mecanizado CNC
El metal era tradicionalmente el material de referencia para las operaciones hasta que los maquinistas comenzaron a emplear el mecanizado CNC para la producción de prototipos. Sin embargo, esto ha cambiado desde entonces. Se debe a que el moldeo por inyección solía ser el método principal de mecanizado de plástico en el pasado.
Para crear el molde para moldeo por inyección, deberá pagar una cantidad significativa de dinero. Durante la producción del molde, el maquinista también debe extremar las precauciones. Es así, ya que los errores cometidos a lo largo del procedimiento pueden resultar en gastos extras, que incluso pueden hacer que aumente el costo total del proyecto. De manera similar, a continuación se ofrece una explicación de los procedimientos y algunos consejos útiles para la creación de prototipos CNC de plástico:
Selección de herramientas
Aunque el plástico y el metal poseen características únicas, los tipos de herramientas necesarios para trabajar con cada uno son los mismos. Sin embargo, la diferencia entre estos dos tipos de materiales radica únicamente en la ferocidad del corte. Los siguientes son algunos ejemplos de herramientas de mecanizado de plástico que se pueden utilizar para crear prototipos CNC de plástico:
Molinos de extremo
Se encuentran entre los tipos más conocidos de fresas. Pueden cortar materiales en dirección axial y son relativamente comparables a los taladros en su funcionalidad. La máquina herramienta CNC viene en algunos estilos diferentes. Se diferencian por la cantidad de flautas que poseen y sus diferentes narices. Algunos incluso podrían tener más de ocho flautas en su colección. Las narices planas, las narices esféricas y las narices redondeadas son los muchos tipos de narices.
Cortadores de bolas
Puede reconocer fácilmente los cortadores de bolas por sus puntas de corte hemisféricas, que crean radios de esquina en lados perpendiculares. Estos consejos son los que dan nombre al cortador.
Molinos huecos
Este molino tiene la apariencia de estar boca abajo y tiene la forma de una tubería. Debido a que las fresas huecas tienen un borde de corte en el interior de la fresa, los maquinistas pueden utilizar estas herramientas para fabricar formas complejas, como puntas totales y radios de formas.
Configuración de la máquina
Al mecanizar prototipos de plástico, es tan vital configurar correctamente las herramientas como elegir las herramientas. El plástico permanece comparativamente blando, lo que hace que sea más difícil dejar una marca en la superficie del plástico. Al configurar las herramientas utilizadas para el mecanizado de plástico, hay algunas cosas que se deben tener en cuenta para evitar errores como este y otros durante la producción, incluidos los siguientes:
- Antes de mecanizar, coloque una almohadilla blanda entre el material y la herramienta de corte. Reduce la fuerza de sujeción de la máquina y las marcas de corte del material.
- El maquinista debe controlar la distancia entre el taladro y los accesorios. Durante el mecanizado, el punto de perforación tira constantemente de la pieza de trabajo hacia arriba. El material se eliminará si el taladro está alejado de los accesorios. Provoca doblamientos o cortes.
- Finalmente, el maquinista debe enfriar la herramienta de corte con refrigerante para evitar que el plástico se derrita.
Acabado de la superficie
Los plásticos solo están disponibles en un número limitado de tratamientos de superficie, en contraste con la amplia gama de opciones disponibles para el metal. Sin embargo, si el mecanizado se realiza con precisión, los acabados superficiales pueden no ser necesarios. Los siguientes son algunos ejemplos de acabados típicos de plástico CNC:
- La utilización de aire comprimido y una sustancia abrasiva para el granallado incluye el granallado de la superficie de un material plástico con un material abrasivo.
- La pulverización de pinturas sobre la superficie del componente de plástico está involucrada en el proceso de pintura. Contribuye a mejorar el atractivo visual general de un componente de plástico. Además, sirve para proteger la superficie del plástico.
Instrucciones críticas para el mecanizado CNC de plástico
Los ingenieros deben cumplir con varias pautas según la técnica de mecanizado CNC que utilicen para fabricar componentes mecanizados CNC de plástico de alta calidad. En los siguientes párrafos, investigaremos cada uno con más detalle.
Torneado CNC de plástico
En el torneado CNC, un componente de plástico se mantiene en posición en un torno. La pieza de trabajo se gira contra la herramienta de corte en una acción giratoria o giratoria. El torneado CNC puede tomar varias formas, y cada una de estas formas tiene su propio conjunto de objetivos y resultados exclusivos. Por ejemplo, el torneado CNC recto o cilíndrico es especialmente adecuado para realizar cortes masivos. Por el contrario, el torneado CNC cónico produce una apariencia similar a un cono característico.
Las siguientes son las pautas para crear componentes de plástico utilizando máquinas de torneado CNC:
- Para reducir la cantidad de frotamiento, asegúrese de que los bordes de corte tengan una inclinación trasera negativa.
- Implementación de ángulos de relieve considerables en los filos de corte.
- Las superficies superiores están pulidas, lo que ayuda a minimizar la acumulación de material y produce un acabado o calidad superficial superior.
- Utilizando delicados insertos de carburo de grado C-2.
Recomendamos utilizar una velocidad de avance de 0,015 pulgadas por minuto (IPR) al realizar cortes preliminares. Sugerimos utilizar una velocidad de avance de 0,005 pulgadas por revolución (IPR) para obtener cortes finales más precisos. Además, los equipos de productos deben ser conscientes de que los ángulos de incidencia, los ángulos de inclinación y los ángulos laterales se modificarán según el material utilizado en el torneado CNC.
Fresado CNC de plástico
La técnica de fresado CNC es un tipo de fresado controlado por computadora en el que se utiliza una fresa, que es una herramienta giratoria con forma cilíndrica, para eliminar material de un sustrato sólido para exponer un componente finalizado. Las fresadoras controladas por una computadora se pueden dividir en dos grupos principales: las de tres ejes y las de múltiples ejes. Las fresadoras de tres ejes pueden mover la herramienta de corte o la pieza de trabajo en las tres direcciones lineales (de izquierda a derecha, de adelante hacia atrás y de arriba hacia abajo), lo que las hace ideales para producir diseños con elementos menos complejos. Las fresadoras de cuatro ejes o más y las fresadoras multieje son las herramientas más eficaces para fabricar componentes de plástico con geometrías complejas.
Las siguientes son las pautas particulares para la creación de componentes plásticos por fresado CNC:
- Cuando se mecaniza con un termoplástico reforzado con fibra de vidrio o de carbono, sería útil utilizar herramientas de carbono (herramientas de carbono).
- Mediante el uso de abrazaderas, se pueden lograr velocidades de husillo más increíbles.
- El uso de fresas de extremo para esquinas interiores redondeadas y cavidades puede reducir la concentración de tensión.
Perforación CNC de plástico
La perforación CNC incluye la inserción de brocas en un bloque de plástico para crear agujeros. Después de bajarlo al bloque, un bloque de sujeción del husillo y un taladro CNC comenzarán a perforar orificios del tamaño adecuado. Una máquina perforadora CNC es compatible con varias taladradoras, incluidas las taladradoras CNC radiales, las taladradoras CNC verticales y las taladradoras CNC de banco.
Es indispensable mantener afiladas las brocas CNC que utiliza para crear componentes de plástico. Las brocas desgastadas o con forma incorrecta pueden estresar el elemento en exceso, lo que genera dificultades con las herramientas y problemas de rendimiento. Sugerimos usar una broca con un ángulo de labio de 9 a 15 grados para la mayoría de los termoplásticos, y debe oscilar entre 90 y 118 grados. Al perforar con acrílico, sería mejor usar una inclinación de 0 grados.
La expulsión de virutas del taladro CNC es fundamental, ya que una expulsión de virutas incorrecta puede provocar fricción y acumulación de calor. Reducir la cantidad de calor producido por el taladrado CNC, que genera más calor que casi cualquier técnica de mecanizado CNC, es esencial para limitar los efectos del estrés y los daños. Cuando intente retirar un taladro CNC de forma segura sin dañar el componente, debe asegurarse de que la profundidad de perforación no supere las 3 o 4 veces el diámetro del taladro. Ayudaría a reducir la velocidad de avance cuando el taladro casi ha dejado el material.
Guía de selección de plásticos CNC
En esta sección, lo guiaremos para hacer coincidir los requisitos de su proyecto con el material adecuado para el mecanizado CNC de plástico. Así que, aquí vamos.
Mecanizado CNC de plástico ABS
Descripción
La abreviatura del plástico conocido como ABS significa "acrilonitrilo butadieno estireno". Proporciona una excelente resistencia al impacto, tenacidad y resistencia a la corriente eléctrica a un costo económico. Además, terminarlo es simple, ya que es fácil pintarlo, pegarlo o soldarlo, según sus preferencias. Cuando se mecanice, el ABS tendrá una superficie mate. Sin embargo, el acabado puede ser relativamente brillante según las especificaciones del proceso de mecanizado. Se requiere una fresadora CNC para las etapas de corte o grabado del proceso de mecanizado ABS CNC.
Fortalezas y debilidades
El ABS es un excelente material para la creación de prototipos con una función amplia, para prototipos premoldeados, para componentes que estarán sujetos a impactos y necesitan robustez, y cuando se desea mantener los costos bajos. Por otro lado, el ABS no tiene una gran resistencia a la abrasión o a los productos químicos y se derretirá cuando se exponga a la acetona. Además de eso, no es un plástico excepcionalmente resistente.
Aplicaciones
Los usos más típicos del ABS incluyen la fabricación de prototipos de moldeo por inyección previa, carcasas para componentes eléctricos, electrodomésticos e incluso los reconocibles ladrillos Lego.
Mecanizado CNC de nailon
Descripción
El nailon 6/6 es un material versátil, resistente y duradero. Se puede utilizar para una amplia gama de propósitos diferentes. Posee una resistencia razonablemente fuerte tanto al calor como a los productos químicos, la rigidez necesaria para mantener su forma y la fuerza para resistir la deformación incluso cuando se somete a circunstancias de carga. El nailon relleno de fibra de vidrio es otra opción estándar y es un material excelente para los talleres de mecanizado CNC.
Fortalezas y debilidades
El nailon ofrece un excelente aislamiento eléctrico, resistencia química y al desgaste, y alta resistencia y rigidez que se mantienen en un amplio rango de temperaturas. El nylon 6/6 es una opción de material perfecta para situaciones en las que se requieren componentes de bajo costo que, sin embargo, sean robustos y duraderos. Las dimensiones del nailon relleno de fibra de vidrio permanecen constantes a pesar de su rigidez, resistencia, dureza y tenacidad. Pero el nailon 6/6 puede absorber agua, lo que hace que el material se hinche y se vuelva menos preciso en sus dimensiones. Como resultado de las tensiones internas inherentes al material, también puede distorsionarse si hay un grado significativo de eliminación asimétrica del material durante el mecanizado.
Aplicaciones
Las aplicaciones más típicas del nailon son hardware médico, hardware de montaje para tableros de circuitos, aislamiento eléctrico, componentes para el compartimiento del motor de automóviles y componentes aeronáuticos. Se utiliza en lugar de metales ya que es un material más rentable.
Mecanizado CNC acrílico
Descripción
La composición química del acrílico se caracteriza como plástico PMMA (polimetacrilato de metilo). El acrílico también es conocido por las marcas: Plexiglass o Lucite. Es resistente a los arañazos, resistente a los impactos, resistente y se puede fijar fácilmente con cemento acrílico.
Fortalezas y debilidades
Es una excelente opción para aplicaciones que necesitan transparencia óptica o translucidez y un sustituto del policarbonato que es menos duradero pero más económico. Debido a su resistencia al rayado, es una excelente opción para lugares que son algo abrasivos.
Por otro lado, el acrílico es un plástico quebradizo que es más probable que se rompa o rompa que se estire. Cuando trabaje con componentes acrílicos, preste atención al grosor de la pared, ya que las paredes más delgadas tienden a ser más quebradizas. Las superficies mecanizadas perderán transparencia y aparecerán esmeriladas y opacas al mecanizar. Por lo tanto, es ideal para comprobar si un componente hecho de acrílico debe o no mantenerse en su espesor original para mantener su transparencia. El pulido de una superficie mecanizada es un paso adicional de procesamiento posterior que se puede realizar si es necesario que la superficie sea transparente.
Aplicaciones
En su estado maquinado, el acrílico es transparente. Se utiliza con mayor frecuencia como una alternativa ligera al vidrio o para la construcción de tubos de luz. Los componentes para sistemas de iluminación de automóviles, tubos de luz, tanques, paneles y piezas para ingeniería óptica son algunos ejemplos de otros usos generalizados.
Mecanizado CNC de HDPE
Descripción
El polietileno de alta densidad, o HDPE, tiene una estructura cristalina y una apariencia naturalmente opaca con un acabado ceroso. No obstante, también está disponible con un acabado teñido en negro.
Fortalezas y debilidades
Además de su excepcional resistencia a los productos químicos y al aislamiento eléctrico, su superficie también es bastante resbaladiza. También proporciona una excelente resistencia al impacto a bajas temperaturas y tiene un bajo coeficiente de fricción. Su bajo costo y durabilidad lo hacen perfecto para componentes de plástico mecanizados por CNC. Pero el inconveniente más importante del HDPE es que tiene poca resistencia, especialmente cuando se somete a tensión y flexión. Por lo tanto, es vulnerable al agrietamiento bajo tensión.
Aplicaciones
El HDPE se utiliza a menudo en aplicaciones de fluidos, como tanques de combustible, recipientes de plástico y tuberías. Debido a su resistencia a los productos químicos y su deslizamiento, es excelente para aplicaciones sensibles al peso o sensibles a la electricidad. Además, es perfecto para crear tapones y sellos.
Mecanizado CNC de policarbonato
Descripción
El policarbonato, también conocido como PC, es el tipo de plástico más duradero. PC sigue siendo un material termoplástico transparente. Además, es uno de los plásticos que más se mecaniza con CNC y también es uno de los que más se recicla a nivel mundial. En su estado natural, tiene la apariencia de un azul claro lechoso, pero en el mercado se puede comprar en color negro. El brillo es una cualidad inherente de los colores negro y azul lechoso.
Fortalezas y debilidades
El policarbonato tiene una resistencia extrema al impacto, así como una rigidez muy alta. Mantiene su funcionalidad en un amplio rango de temperatura. Las aplicaciones que necesitan un plástico muy resistente o robusto y aquellas que requieren la claridad óptica del policarbonato son los candidatos más importantes para usar este material. Es práctica común utilizar policarbonato en lugar de vidrio ya que es 250 veces más resistente al impacto que el vidrio y tiene mejor resiliencia que el acrílico.
La forma no modificada de policarbonato no tiene mucha resistencia al desgaste y se raya fácilmente. Se pueden aplicar más pasos de posprocesamiento (pulido por vapor y recubrimientos antiarañazos) para aumentar la resistencia al desgaste o la claridad óptica del material. Como no es fácilmente accesible en secciones con un grosor de más de dos pulgadas, el tamaño de la pieza fabricada con policarbonato está restringido.
Aplicaciones
Debido a su durabilidad y pureza, el policarbonato se utiliza para una amplia variedad de productos: discos ópticos, tubos de luz, gafas de seguridad, CD y DVD, teléfonos móviles e incluso vidrio impenetrable.
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