El policarbonato, también conocido como PC, es un termoplástico amorfo que tiende a ablandarse antes de fundirse. Sus características excepcionales, como claridad, resistencia al impacto, dureza y peso más ligero, lo convierten en una alternativa ideal al vidrio. El policarbonato puede soportar temperaturas más altas que el acrílico. Por lo tanto, el policarbonato se puede mecanizar fácilmente para producir multitud de piezas personalizadas, especialmente con la técnica de fresado CNC.
Esta guía le proporcionará una descripción general del policarbonato: sus propiedades principales, aplicaciones típicas, sugerencias para mecanizar policarbonato y acabados superficiales adecuados disponibles para piezas mecanizadas de policarbonato.
Descripción general del policarbonato/PC
En la primera parte hablaremos de qué es el policarbonato, sus propiedades y sus diferentes tipos y grados.
¿Qué es el policarbonato?
El policarbonato (PC) es un tipo de termoplástico con excelente transparencia óptica, alta tenacidad y resistencia al impacto, y resistencia superior a la fluencia. Viene con grados que cumplen con la FDA y varios compuestos que mejoran su capacidad para transportar cargas y resistir el desgaste.
Debido a su composición amorfa, cristalinidad relativamente baja y claridad óptica, el plástico PC exhibe una gran transparencia a la luz visible, superando a muchas variantes de vidrio en términos de transmisión de luz. Como resultado, el policarbonato se utiliza a menudo como sustituto del vidrio para aplicaciones en sistemas de iluminación de automóviles, ventanas inastillables, industrias aeroespaciales (como aviones de combate militares y lentes de laboratorio, circuitos eléctricos, etc.). El plástico de PC no solo es resistente con increíbles Tiene resistencia al impacto incluso en temperaturas extremas, pero también es altamente mecanizable, fácil de moldear y termoformar, lo que permite tolerancias precisas con facilidad.
Propiedades del policarbonato
Con sus propiedades excepcionales, el policarbonato termoplástico es una opción comúnmente preferida para múltiples aplicaciones industriales y comerciales. Más importante aún, estas cualidades se realizan para determinar los grados y la maquinabilidad adecuados de la PC, y la secuencia de mecanizado adecuada, lo que luego ayuda a mejorar la eficiencia del proceso de fabricación.
- Claridad óptica: El policarbonato tiene excelentes propiedades ópticas debido a su estructura amorfa. La PC transparente se utiliza normalmente como alternativa al vidrio con un índice de refracción de 1,548. Aún mantiene su transparencia mientras está coloreado.
- Alta resistencia y dureza: El policarbonato es conocido por su excelente resistencia al impacto y dureza, que le permiten resistir eficazmente impactos externos, grietas y fracturas. Puede mantener una tenacidad constante a temperaturas que oscilan entre -20 °C y 140 °C. Por lo tanto, el policarbonato es ideal para piezas mecanizadas que requieren confiabilidad y durabilidad superiores.
- Alta maquinabilidad: El policarbonato es altamente mecanizable debido a su resistencia al calor y durabilidad.
- Transmitancia: El material de policarbonato típico puede transmitir efectivamente aproximadamente 90% de la luz que lo atraviesa. Un nivel tan alto de transmitancia permite que las piezas de PC sean adecuadas para una amplia gama de aplicaciones, incluidos componentes, prototipos y artículos decorativos de grado médico.
- Ligero: El policarbonato es notablemente liviano en comparación con otros tipos de termoplásticos o materiales de vidrio.
- Estabilidad térmica moderada: El policarbonato normalmente permanece estable hasta 135°C cuando se somete a temperaturas extremas. En los casos en que las aplicaciones requieran una mayor resistencia térmica, este nivel se puede aumentar incorporando retardantes de llama en la computadora. De esta manera se mejora eficazmente la estabilidad térmica sin comprometer las propiedades químicas del material.
- Estabilidad dimensional: El policarbonato exhibe una alta estabilidad dimensional y resistencia a la contracción, con una baja tasa de contracción de 0,6%-0,9%.
- Cumplimiento de la FDA: El policarbonato cumple con la FDA, por lo que es un material de primer nivel para que las industrias médica y alimentaria creen productos.
- Resistencia a la radiación ultravioleta: Ciertos grados de policarbonato están diseñados específicamente para bloquear 100% de luz solar, lo que resulta en excepcional Resistencia a la luz ultravioleta. Esto hace que la PC sea una opción deseable para productos médicos o de embalaje.
- Resistencia química: Los grados de policarbonato reforzado exhiben una resistencia superior a aceites, ceras, hidrocarburos alifáticos, grasas y ácidos diluidos. La capacidad de resistencia química hace Piezas de PC mecanizadas por CNC Ideal para industrias que requieren exposición a productos químicos.
- Compatibilidad: Las piezas de policarbonato pueden recibir revestimientos como capas antiestáticas, de capa dura y antideslumbrantes. El plástico PC también cuenta con revestimientos UV y antivaho.
Vale la pena mencionar que existen algunas limitaciones al utilizar la PC como material de mecanizado CNC. Algunas de estas desventajas incluyen:
- Su susceptibilidad a abolladuras y alto costo.
- Tiende a volverse amarillo cuando se somete a la radiación ultravioleta durante mucho tiempo.
- Como el PC es sensible a los rayones y al agrietamiento por tensión, puede requerir operaciones de acabado secundarias, lo que a menudo es un desafío porque solo ciertas técnicas como el pulido con vapor y el recubrimiento resultan efectivas para las piezas de PC.
- Las piezas de PC tienden a hundirse o anularse en segmentos más gruesos. Para evitarlo, es recomendable dividir las porciones más gruesas en partes más delgadas y más pequeñas que se puedan ensamblar más adelante. Además, dados los gastos de materia prima y el tiempo de mecanizado, usar piezas más pequeñas probablemente ahorrará más costos que mecanizar una sección gruesa a partir de un solo bloque de PC.
Grados de policarbonato
- Policarbonato relleno de vidrio: Este grado de policarbonato funciona bien para componentes de grado industrial. Se utiliza con frecuencia como sustituto de los metales en aplicaciones industriales y contiene fibras de vidrio 10-40% que mejoran la resistencia del policarbonato estándar. A menudo se utiliza como alternativa a los metales y los plásticos de ingeniería debido a su alta dureza y resistencia al impacto.
- Policarbonato de uso general: Es un grado con una transparencia comparable a la del vidrio y una dureza impresionantemente alta. Debido a su superficie pulida, este grado se utiliza a menudo con fines estéticos. Además, presenta una notable resistencia al envejecimiento cuando se expone a la radiación UV.
- Policarbonato de calidad mecánica.: Es un grado que presenta buena estabilidad dimensional, resistencia al impacto, un alto módulo de elasticidad y excelentes propiedades eléctricas. Las piezas mecanizadas en este material son adecuadas para aplicaciones que requieren importantes esfuerzos de fabricación.
- TUFFAK® policarbonato: Es una variante increíblemente robusta del plástico de policarbonato. Con el doble de resistencia que el vidrio, TUFFAK® pesa sólo la mitad. Es fácilmente adecuado para termoformado y Mecanizado CNC, y exhibe una compatibilidad excepcional con solventes, pinturas y adhesivos, así como una alta estabilidad dimensional. Este grado de plástico se clasifica además según su compatibilidad con diversas aplicaciones industriales.
- Policarbonato AMGARDTM: Se trata de un grado especial de policarbonato que incorpora iones de plata al material, lo que evita el crecimiento de microorganismos en su superficie. Este grado es ideal para producir escudos protectores, equipos y dispositivos médicos y otras aplicaciones similares que requieren una superficie libre de bacterias, moho, etc.
¿Qué es el mecanizado de policarbonato y cómo funciona?
El mecanizado de policarbonato es un proceso de mecanizado sustractivo que implica la eliminación de material adicional de un bloque de PC para crear la forma y el acabado deseados. Uno de los métodos más utilizados para ello es el proceso de mecanizado CNC.
Este proceso comienza cortando el bloque de policarbonato para darle forma mediante el uso de un proceso de mecanizado adecuado o múltiples procesos como Fresado CNC, torneado CNC, fresado CNC o Corte por láser. La elección de un proceso específico o una combinación de estos procesos depende de los requisitos de fabricación. Después de cortar el policarbonato al tamaño adecuado acabado de superficies es necesario para lograr el acabado cosmético deseado.
¿Por qué utilizar policarbonato para el mecanizado CNC?
El material de policarbonato supera varias propiedades competitivas en comparación con otros materiales plásticos.
- Exhibe alto capacidad de carga y resistencia superior al desgaste, lo que le permite soportar temperaturas extremas. Además, es altamente mecanizable, particularmente cuando se utiliza para operaciones de mecanizado CNC.
- El policarbonato es conocido por su excelente transparencia, por lo que es ideal para producir componentes transparentes como anteojos, ventanas y cubiertas de luz.
- El policarbonato es un material popular para aplicaciones de aislamiento eléctrico porque es biológicamente inerte.
- Con su costos relativamente bajos, el policarbonato se beneficia de ser un material asequible adecuado para su uso en diversas aplicaciones en la industria manufacturera.
Consejos para el mecanizado CNC de PC
El fresado CNC de policarbonato es un proceso comparativamente sencillo. La técnica del fresado ofrece una ventaja sobre el aserrado, ya que da como resultado un mejor acabado de los bordes y un mecanizado más preciso de formas complejas. Hay algunas consideraciones y consejos para mejorar la eficiencia del proceso de fresado CNC de policarbonato.
1. Utilice cortadores con bordes afilados
Para garantizar un proceso de fresado fluido del policarbonato, se sugiere confirmar que el fresadora Tiene un cortador afilado y un mecanismo eficaz de eliminación de virutas. Además, se recomienda utilizar una aspiradora si la fresadora está equipada con una conexión para ello.
2. Seleccione el cortador correcto con el diámetro adecuado
Para obtener resultados óptimos durante el fresado, elija carburo de un solo filo (HSS) cortadores y asegúrese de seleccionar el diámetro de cortador adecuado. Cuando se trabaja con paneles con un espesor de 5 mm o menos, se recomienda utilizar un diámetro de cortador de 4 mm. Para paneles que tienen entre 5 y 10 mm de espesor, seleccione un diámetro de cortador con un máximo de 6 mm. Para paneles de más de 10 mm de espesor, lo más adecuado para el fresado es un diámetro de fresa de entre 8 y 10 mm.
3. Coloque el panel firmemente
Mientras fresa, asegúrese de brindar soporte tanto al panel como a la fresa. Esto se puede lograr colocando el panel sobre una superficie firme para evitar vibraciones de la máquina. Se recomienda utilizar una superficie que permita el desplazamiento del cortador, como una tabla de madera. Además, apoye eficazmente la parte superior del panel para que quede firmemente presionado contra la superficie. Esto se puede hacer usando listones y abrazaderas o utilizando abrazaderas que brinden soporte a lo largo de la línea de fresado.
4. Establezca tasas de avance y velocidad adecuadas
Para lograr un mecanizado óptimo, comience utilizando las RPM y velocidades de avance máximas que puedan lograr precisión. Luego, reduzca gradualmente la tasas de avance y velocidades para obtener los mejores resultados de mecanizado. La velocidad de inmersión requerida puede variar según los tipos de herramientas que se utilicen, y generalmente oscila entre 20 y 120 IPM.
5. Utilice refrigerante
Durante el mecanizado CNC, el uso de un lubricante refrigerante ayuda a eliminar las virutas y a disipar el calor. Hay dos refrigerantes específicos disponibles cuando se trabaja con material de policarbonato.
El primero es una corriente de aire a alta presión, que es un enfoque simple y fundamental que es capaz de eliminar virutas y calor de manera efectiva. El segundo método implica el uso de agua pura, que es capaz de ofrecer un rendimiento superior en comparación con el método de corriente de aire y es ideal para mecanizar ranuras profundas.
6. Fresar en varios pasos
Cuando se trabaja con láminas más gruesas, generalmente es necesario fresarlas en varios pasos para lograr un acabado de borde limpio. El fresado de paneles finos de hasta 5 mm de espesor se puede realizar en una sola pasada. Sin embargo, para obtener un borde de fresado más limpio, es importante fresar en la dirección opuesta a la rotación de la fresa. Se recomienda fresar paneles de hasta 10 mm de espesor en dos pasos y secciones de paneles más gruesos en cuatro pasos. Durante el cuarto paso, haga funcionar el cortador a una velocidad ligeramente más lenta para mejorar el acabado del borde.
Acabado de superficies para policarbonato mecanizado
Existe una tendencia a formar rayones después del mecanizado del policarbonato. La eliminación de rayones de las superficies de policarbonato se puede lograr de manera efectiva mediante tres procesos de pulido: pulido, pulido con vapor y pulido manual.
Pulido
El pulido es un método mecánico que utiliza el poder de una rueda de pulido de algodón que gira rápidamente para pulir las superficies. Ofrece una alta eficiencia, particularmente al pulir piezas grandes con superficies exteriores simples. Sin embargo, una desventaja es que con el proceso de pulido se consigue un efecto de pulido algo menos claro en comparación con el pulido con vapor.
Pulido con vapor
Al cubrir tanto las superficies exterior como interior de la pieza, el pulido con vapor hace que toda la superficie se pula uniformemente. Este método está diseñado para pulir componentes de policarbonato con características complejas.
Pulido manual
Es un método de pulido convencional que depende en gran medida de la experiencia de los trabajadores y que prácticamente no requiere equipo ni herramientas.
El papel de lija suele ser la herramienta principal empleada en este método. Inicialmente, se utiliza una lija áspera de grano grande para pulir la superficie y, finalmente, se utiliza una más pequeña. Aunque este método generalmente requiere más costos de mano de obra en comparación con las otras dos formas mencionadas anteriormente, es relativamente más fácil lograr superficies de mayor brillo para las piezas de policarbonato.
Aplicaciones para piezas mecanizadas de policarbonato
Las piezas mecanizadas de policarbonato se encuentran ampliamente en aplicaciones electrónicas, automotrices, equipos de seguridad, equipos médicos y automotrices. Hay algunas partes comunes:
- focas
- Cubiertas
- Rodillos
- Viviendas
- Colectores
- Accesorios
- Conectores
- Cascos de seguridad
- Lentes de faros de coche
- Ruedas
- Carcasas
- juntas
- aisladores
- embalaje
- Medios de almacenamiento óptico
- Protectores y recintos de máquinas
preguntas frecuentes
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