Fresado CNC de plásticos: tolerancias, deformaciones y acabado superficial
Los plásticos se utilizan ampliamente en el mecanizado CNC en sectores como el médico, la electrónica, la automoción y los productos de consumo. Sus propiedades de ligereza, resistencia a la corrosión y aislamiento los convierten en sustitutos ideales del metal en muchas aplicaciones. Sin embargo, el fresado CNC de plásticos introduce desafíos específicos, especialmente en lo que respecta a la estabilidad dimensional, la calidad superficial y la deformación de las piezas.
Esta guía ofrece a los compradores información clave sobre el comportamiento de los plásticos durante el fresado CNC, incluyendo tolerancias alcanzables, riesgos de alabeo, normas de acabado superficial y cómo seleccionar el material adecuado en función de los requisitos funcionales de la pieza.
Por Qué los Plásticos se Comportan de Forma Diferente a los Metales en el Fresado CNC
A diferencia de los metales, los plásticos son más blandos, tienen menor densidad y son mucho más sensibles a la expansión térmica y a las fuerzas de corte. Esto provoca un mayor riesgo de distorsión dimensional, fusión o defectos superficiales si no se mecanizan con los parámetros adecuados.
Las propiedades clave que influyen en la maquinabilidad de los plásticos incluyen:
Coeficiente de expansión térmica: los plásticos se expanden mucho más que los metales cuando se calientan. Por ejemplo, el POM tiene un coeficiente de expansión lineal de ~100 × 10⁻⁶/K en comparación con ~24 × 10⁻⁶/K del aluminio.
Baja conductividad térmica: la mayoría de los plásticos disipan mal el calor, por lo que tienden a ablandarse durante el corte.
Módulo elástico: los plásticos se deforman bajo presión, especialmente en geometrías de pared delgada o gran longitud.
Estas características requieren herramientas específicas, avances de corte más bajos y una sujeción estratégica de la pieza al mecanizar componentes plásticos.
Tolerancias Alcanzables en Piezas Plásticas Fresadas por CNC
Las tolerancias de las piezas plásticas deben tener en cuenta la flexibilidad del material, su respuesta térmica y la absorción de humedad. Aunque se puede lograr alta precisión, las tolerancias más estrictas que ±0,05 mm solo deben especificarse cuando sean funcionalmente necesarias.
Tolerancias Típicas por Tipo de Plástico
Material | Rango de tolerancia de mecanizado (mm) | Notas |
|---|---|---|
Acetal (POM) | ±0,03 – ±0,05 | Excelente estabilidad dimensional |
PEEK | ±0,02 – ±0,05 | Alta rigidez, buena resistencia térmica |
PTFE (Teflón) | ±0,05 – ±0,10 | Blando, tiende a deformarse |
Nailon (PA6) | ±0,05 – ±0,10 | Absorbe humedad, es probable que presente variaciones dimensionales |
PMMA (Acrílico) | ±0,05 – ±0,10 | Frágil, se astilla con facilidad |
UHMW-PE | ±0,10 – ±0,15 | Muy baja rigidez, difícil de mantener la forma |
Las piezas plásticas que requieren tolerancias estrictas de ±0,01 mm se obtienen mejor con materiales como PEEK o POM, combinados con sistemas de sujeción controlados y regulación de la temperatura durante el mecanizado. En Neway, nuestros servicios de mecanizado CNC de plásticos permiten alcanzar precisiones de hasta ±0,02 mm en aplicaciones de alto rendimiento.
Comprender y Prevenir el Alabeo en el Mecanizado de Plásticos
El alabeo es un problema frecuente en el fresado CNC de plásticos y se debe a tensiones residuales, distribución desigual del calor o sujeción inadecuada durante el corte. Las piezas alabeadas pueden no cumplir los requisitos de montaje o estanqueidad, generando costosas retrabajos.
Causas del Alabeo
Liberación de tensiones internas durante la eliminación de material
Exceso de calor de corte, especialmente en materiales como el nailon y el ABS
Sujeción insuficiente que permite que la pieza vibre o se flexione
Absorción de humedad en plásticos higroscópicos como PA o PC
Métodos para Prevenir el Alabeo
Técnica | Beneficio |
|---|---|
Recocido antes/después del mecanizado | Reduce la acumulación de tensiones internas |
Herramientas afiladas con canales pulidos | Minimizan la generación de calor |
Fresado en concordancia y bajas velocidades de corte | Evitan la distorsión térmica localizada |
Fuerza de sujeción uniforme | Mantiene la planitud y el paralelismo |
Almacenamiento en seco del material en bruto | Reduce la hinchazón inducida por humedad |
Un diseño adecuado de utillajes, un acondicionamiento constante del material y estrategias de desbaste/acabado bien planificadas son fundamentales para mantener la planitud y la precisión dimensional de las piezas plásticas.
Acabados Superficiales en Piezas Plásticas Fresadas por CNC
El acabado superficial desempeña un papel fundamental en el aspecto, el ajuste y el rendimiento de las piezas plásticas, especialmente en componentes médicos, de consumo y ópticos.
Normas de Rugosidad Superficial
Tipo de acabado | Ra (µm) | Descripción |
|---|---|---|
Tal como mecanizado | 3,2–1,6 | Ligeras marcas de herramienta, adecuado para piezas internas |
Pulido | ≤0,8 | Visualmente liso, semirreflectante |
Alto brillo | ≤0,4 | Aspecto de espejo, para uso óptico o de exhibición |
Algunos plásticos, como el PMMA y el PC, permiten el pulido a llama o por vapor para lograr superficies claras y brillantes. Otros, como UHMW y PTFE, son intrínsecamente mates debido a su estructura y no se pueden pulir hasta obtener un alto brillo.
Tratamientos Superficiales Comunes para Plásticos
En Neway ofrecemos una gama de tratamientos superficiales para plásticos, entre ellos:
Pintura: mejora la estética y la resistencia a los rayos UV
Pulido: para cubiertas de visualización, lentes o componentes muy visibles
Electrochapado (sobre ABS): para efectos similares al cromo en productos de consumo
Recubrimiento UV: aporta resistencia a los arañazos y claridad óptica en PC o acrílico
Los tratamientos superficiales deben ser compatibles con el sustrato plástico para evitar grietas o delaminaciones.
Plásticos Recomendados para Fresado CNC por Aplicación
La elección del plástico adecuado depende de los requisitos mecánicos, térmicos, eléctricos y normativos. A continuación se muestra una visión general.
Material | Resistencia a tracción (MPa) | Características clave | Aplicaciones ideales |
|---|---|---|---|
POM (Acetal) | ~70 | Bajo coeficiente de fricción, estabilidad dimensional | Engranajes, casquillos, componentes estructurales |
PEEK | ~100 | Alta temperatura, resistente a productos químicos | Médico, aeroespacial, energía |
PTFE | ~25 | Antiadherente, químicamente inerte, baja fricción | Válvulas, juntas, procesos químicos |
Nailon 6 | ~75 | Resistente al impacto, rigidez moderada | Piezas de desgaste, carcasas, rodillos |
UHMW-PE | ~20 | Excelente resistencia al desgaste, bajo coste | Revestimientos, guías, placas de desgaste |
PMMA (Acrílico) | ~65 | Claridad óptica, estabilidad frente a UV | Ventanas de visualización, pantallas médicas |
Nuestras capacidades de mecanizado CNC de plásticos abarcan todos los plásticos industriales principales, desde grados estándar hasta termoplásticos de alto rendimiento.
Consejos de Diseño para Reducir Costes y Mejorar la Calidad
Al encargar piezas plásticas fresadas por CNC, tenga en cuenta las siguientes estrategias de diseño orientadas al comprador:
Utilizar tolerancias más amplias cuando no se requiera una precisión estricta desde el punto de vista funcional
Evitar esquinas internas vivas, que actúan como concentradores de tensión en plásticos
Diseñar espesores de pared uniformes para minimizar la acumulación de tensiones internas
Incorporar radios en cavidades y canales para permitir mejores trayectorias de herramienta
Evitar ranuras profundas y estrechas que puedan flexionarse durante el fresado
Neway ofrece asistencia de DFM (Diseño para Manufacturabilidad) para ayudar a los compradores a optimizar la geometría, mejorar el rendimiento y reducir costes en el mecanizado de plásticos.
Conclusión: Conozca su Plástico y su Comportamiento en CNC
El fresado CNC de plásticos ofrece una enorme flexibilidad para prototipos, componentes finales y carcasas de precisión. No obstante, para lograr resultados consistentes es necesario comprender los comportamientos específicos del material en cuanto a tolerancias, efectos térmicos, acabado superficial y tendencia al alabeo.
En Neway, combinamos equipos CNC avanzados con herramientas, utillajes y controles de proceso específicos para plásticos, con el fin de suministrar piezas plásticas de alta precisión para una amplia variedad de sectores, desde el médico hasta la automatización industrial.
FAQs:
¿Cuál es la tolerancia más estricta que se puede conseguir en piezas plásticas fresadas por CNC?
¿Cómo puedo evitar el alabeo en componentes plásticos delgados?
¿Qué plásticos ofrecen el mejor acabado superficial tras el fresado?
¿Se pueden anodizar o electrochapar las piezas plásticas igual que las metálicas?
¿Cuál es la diferencia de coste entre el fresado de plástico y el de metal?
