Mecanizado CNC acrílico y de policarbonato

Mecanizado CNC acrílico y de policarbonato

Propiedades generales y aplicaciones de acrílico y policarbonato, incluidos los requisitos para el mecanizado CNC de acrílico y policarbonato, y cuando es más apropiado usar acrílico o policarbonato en una aplicación particular.

¿Qué es acrílico?

El acrílico, o polimetilmetacrilato (PMMA), es un termoplástico claro que se usa comúnmente como alternativa al vidrio. En comparación con el vidrio, el acrílico es más ligero, más duro y más resistente a la luz UV. La claridad óptica del acrílico lo hace ideal para lentes, vitrinas, acuarios y más.

El acrílico se produce en forma de fundición o en forma extruida, con la forma de fundición más adecuada para procesar debido a su mayor punto de fusión y rigidez, aunque a un costo más alto. El acrílico extruido es más flexible y es más adecuado para doblar o formar operaciones.

Propiedades del acrílico

Aquí hay algunas propiedades clave del acrílico:

Transparencia óptica: el acrílico tiene una excelente transparencia óptica, con una transmisión de luz visible de hasta el 92 por ciento y una transmisión de luz UV del 72 por ciento. En comparación, el vidrio tiene una transmisión de luz de entre 80 y 90 por ciento.

Resistencia química: el acrílico es resistente a una amplia gama de productos químicos, incluidos ácidos inorgánicos, combustibles, aceites e hidrocarburos alifáticos. Sin embargo, los alcoholes y los solventes orgánicos pueden dañar las partes acrílicas, lo que hace que se desdibujen, se rompan o se disuelvan.

Resistencia UV: el acrílico no solo es resistente a la transmitancia UV reducida, sino también a la exposición a la radiación UV a largo plazo. A diferencia de otros plásticos transparentes, como PVC o policarbonato no modificado, el acrílico no es amarillo y mantiene su claridad óptica cuando se expone a la luz UV durante períodos prolongados de tiempo.

Ligero: el acrílico es un 50% más ligero que el vidrio, lo que lo convierte en un reemplazo ideal de vidrio en aplicaciones sensibles al peso.

Fácil de rayar: el acrílico no es resistente a los rasguños y se daña fácilmente, por lo que las láminas acrílicas a menudo están recubiertas con una película resistente a los rasguños. Sin embargo, este tratamiento no es práctico si la pieza está mecanizada por CNC.

Hardidad débil: el acrílico no es particularmente resistente ni resistente al impacto. Si se requiere resistencia, se recomienda policarbonato u otros materiales.

Al determinar el mejor material para usar para acrílico o policarbonato, se deben considerar las propiedades anteriores para garantizar la adaptación a las necesidades de la aplicación particular.

¿Qué es el policarbonato?

El policarbonato es un termoplástico de ingeniería claro y de alta resistencia comúnmente utilizado en aplicaciones que requieren transparencia y dureza. A diferencia del acrílico, el policarbonato se puede flexionar en alto grado sin grietas.

Las piezas de policarbonato mecanizadas con CNC, como lentes de lentes de anteojos y equipos de laboratorio de diagnóstico, se utilizan en una variedad de aplicaciones que dependen de su claridad y dureza. Si usa anteojos, las lentes muy probablemente están hechas de policarbonato, no de "vidrio", y lo han estado desde la década de 1980.

Propiedades del policarbonato

El policarbonato se destaca por su resistencia, trabajabilidad y resistencia al calor, sin embargo, se ve afectado por la radiación UV y tiene una resistencia de arañazos deficiente. Estas son algunas de las propiedades clave del policarbonato:

Claridad óptica: el policarbonato tiene una velocidad de transmisión de luz del 90 por ciento, ligeramente más baja que el 92 por ciento de acrílico, pero aún un poco mejor que el vidrio. El policarbonato también bloquea la radiación UV.

Alta tenacidad: el policarbonato es un material resistente que es altamente resistente a las cargas de impacto y puede absorber los amortiguadores sin romperse. Debido a su dureza, el policarbonato se usa en ventanas a prueba de balas.

Resistente al fuego: el policarbonato es resistente a la llama y no se quemará cuando se exponga a una llama abierta, y el material se autoextinguriendo, es decir, el policarbonato no se quemará cuando se exponga a una llama abierta y dejará de arder cuando se elimine la llama. Específicamente, el policarbonato tiene una clasificación de retraso de la llama de B1, lo que significa que es "bajo" inflamable.

Contiene BPA (s): algunos grados de policarbonato contienen bisfenol A (BPA) y, por lo tanto, no deben usarse en contenedores de alimentos; El calentamiento de policarbonato acelera la liberación de BPA. Este químico se ha relacionado con una serie de efectos adversos para la salud, como el cáncer y el daño reproductivo, pero las variantes de policarbonato sin BPA también están disponibles (por ejemplo, Tritan).

Mala resistencia a los rayos UV: el policarbonato no es resistente a la radiación UV, por lo que con el tiempo el plástico será amarillo y la superficie será dañada por la radiación UV. Los estabilizadores UV se pueden agregar al policarbonato para evitar el amarillamiento y la fragilidad debido a la exposición a los rayos UV.

Mala resistencia a los rasguños: aunque el policarbonato es un plástico resistente, es menos resistente a los arañazos que el acrílico. Como resultado, a menudo es necesario aplicar un recubrimiento resistente a los arañazos como la sílice o el dióxido de titanio, que puede ser un desafío para las partes geométricamente complejas debido a la complejidad del proceso de deposición del vacío.

Mecanizado acrílico y policarbonato

Herramientas de corte

Al mecanizar el acrílico y el policarbonato, es fundamental usar herramientas de corte nítidas para limitar la fricción entre la herramienta y la pieza. Los ejercicios opacos pueden hacer que el plástico se derrita debido al calor generado por la fricción, creando un recubrimiento.

Por lo general, las herramientas de carburo de tungsteno se prefieren para los termoplásticos, pero las herramientas de diamante policristalino (PCD) dan los mejores resultados. Las herramientas helicoidales de corte superior con una o dos flautas helicoidales son a menudo las mejores herramientas para fresar acrílico y policarbonato porque ofrecen altas tasas de eliminación de materiales, son muy agudas y no dejan rebabas en la parte mecanizada. Las herramientas multiflú pueden conducir a la acumulación de chips en agujeros y flautas y adhesión de material a la herramienta de corte. Para las operaciones de perforación, se prefiere un ángulo de perforación de 135 grados.

Reprimición

Tanto el policarbonato como el acrílico pueden deformarse si las abrazaderas son demasiado apretadas, ya que hace que la pieza se abulque durante el mecanizado. Una vez retirado de la máquina, el material volverá a surgir, lo que provocará que la característica esté fuera de tolerancia. Sin embargo, cuando la sujeción mecánica no es ideal, una tabla de vacío puede mantener el material en su lugar. Alternativamente, la cinta de doble cara puede mantener las placas más delgadas en su lugar en la máquina, aunque los residuos de cinta pueden ser difíciles de eliminar.

Velocidad y alimentación

Las velocidades y alimentos exactas para mecanizar el policarbonato y el acrílico dependen de una serie de factores, incluido el tipo de máquina, el tipo de parte y el accesorio. Sin embargo, el policarbonato y el acrílico deben cortarse a altas velocidades del huso (hasta 18,000 rpm) y también se prefieren las altas tasas de alimentación, ya que las tasas de alimentación lentas pueden derretir el material.

El policarbonato tiene una temperatura de fusión más alta que el acrílico, por lo que es menos probable que se derrita a bajas velocidades y alimentos, y a veces el policarbonato prefiere alimentos más lentos. El acrílico tiende a chips más fácilmente, mientras que el policarbonato es más duro y no se apodera tan fácilmente.

Enfriamiento

En la mayoría de los casos, el aire comprimido es suficiente para enfriar piezas acrílicas y de policarbonato durante el mecanizado. Sin embargo, mucho depende de la velocidad, la alimentación y el tipo de operación de corte. Si se requiere inmersión o enfriamiento atomizado, use un refrigerante a base de agua ya que los refrigerantes que contienen solventes orgánicos pueden dañar las piezas, especialmente acrílico.

Opciones en mecanizado CNC acrílico vs. policarbonato

Al elegir acrílico vs. policarbonato para el mecanizado CNC, las decisiones varían según una serie de factores. Por ejemplo, las aplicaciones que requieren una mayor resistencia, una mayor resistencia al calor y una buena claridad óptica son más adecuadas para el policarbonato.

El acrílico es ligeramente mejor en términos de claridad óptica y es más apropiado para aplicaciones donde la claridad es el factor de diseño principal. Ambos materiales son fáciles de mecanizar, siempre que las velocidades y los alimentos son relativamente altos. En algunos casos, se pueden requerir operaciones de pulido posterior al procesamiento, particularmente cuando se desee transparencia óptica.