¿Cómo varía la selección de herramientas según el tipo de material plástico?
Principios Clave de Selección de Herramientas para el Mecanizado de Plásticos
La selección de herramientas para el mecanizado de plásticos es fundamentalmente diferente del corte de metales, principalmente debido a la menor conductividad térmica, la viscoelasticidad y la naturaleza abrasiva de los plásticos. Los objetivos principales son gestionar la generación de calor, evitar la adhesión del material (rebaba adherida) y lograr un corte limpio por cizallamiento en lugar de una acción de desgarro o fusión. Una selección incorrecta de herramientas conduce directamente a un mal acabado superficial, inexactitud dimensional, fusión y delaminación. En Neway, nuestro Servicio de Mecanizado de Precisión aprovecha estrategias de herramientas específicas para cada material a fin de garantizar resultados óptimos en una amplia gama de polímeros.
Consideraciones de Geometría y Revestimiento de Herramientas por Categoría de Material
Categoría de Material | Geometría de Herramienta Recomendada | Material y Recubrimiento de Herramienta | Parámetros Clave y Justificación |
|---|---|---|---|
Plásticos Blandos y Pegajosos (por ejemplo, PEEK, UHMW, Nylon) | • Ángulos de ataque positivos altos (10°-20°) • Bordes de corte afilados y pulidos • Grandes volúmenes de canal (2-3 canales) • Altos ángulos de hélice (40°-60°) | • Carburo sólido sin recubrimiento • Carburo pulido • Recubrimientos de diamante nanocristalino | Justificación: Los ángulos de ataque altos y bordes afilados cortan limpiamente en lugar de empujar el material, reduciendo fuerzas de corte y calor. Los canales pulidos y las hélices altas aseguran una evacuación eficiente de virutas, evitando recortes y obstrucciones. |
Plásticos Rígidos y Quebradizos (por ejemplo, Acrílico (PMMA), Policarbonato (PC), Poliestireno) | • Ángulos de ataque neutros o ligeramente negativos • Preparación de borde biselado (pequeño T-land) • Ángulos de hélice estándar (30°-45°) • Herramientas O-flute de una o dos flautas | • Carburo sólido • Carburo con recubrimiento de diamante • Se pueden usar recubrimientos TiN | Justificación: Un borde afilado y reforzado evita microastillados y grietas en la salida. La geometría controla la fractura para lograr un corte limpio. Las herramientas O-flute son excelentes para obtener acabados ópticos en acrílico. |
Plásticos Abrasivos y Rellenos (por ejemplo, Cerámicos Rellenos, Nylon con Fibra de Vidrio, PEEK con Fibra de Carbono) | • Ángulo de ataque positivo pero con borde resistente al desgaste • Ángulos de hélice moderados • Núcleo robusto para rigidez de herramienta | • Diamante Policristalino (PCD) • Carburo con recubrimiento de diamante • Carburo sólido (para series cortas) | Justificación: Las fibras de refuerzo (vidrio, carbono) son altamente abrasivas y desgastan rápidamente el carburo estándar. Los recubrimientos de PCD y diamante proporcionan la dureza y resistencia al desgaste necesarias para mantener un borde afilado y una vida útil prolongada de la herramienta. |
Elastómeros Termoplásticos (TPE) y PU (por ejemplo, TPE, Poliuretano (PU)) | • Bordes extremadamente afilados tipo cuchilla • Ángulo de ataque positivo alto (>15°) • Canales pulidos con alta hélice | • Carburo pulido sin recubrimiento • Acero rápido (HSS) afilado para operaciones específicas | Justificación: Estos materiales son elásticos y propensos al desgarro. Se requiere un filo tipo cuchilla para cortar limpiamente el material en lugar de estirarlo y rasgarlo. El alto pulido evita la adhesión del material. |
Desglose Detallado por Material Específico
• Acrílico (PMMA) y Policarbonato (PC): Para materiales transparentes que requieren claridad óptica, una herramienta O-flute (espiral de una flauta) es ideal. Produce una viruta continua y un acabado pulido impecable en el borde de corte. Las herramientas con punta de diamante se usan para producción de alto volumen para mantener la nitidez del borde y evitar la opacidad. • Nylon y Acetal (POM/Delrin): Estos materiales semicristalinos son pegajosos. Una fresa de 2 o 3 flautas con alta hélice y canales pulidos es esencial. La nitidez es fundamental; una herramienta ligeramente desafilada causará fusión y formación de hilos, un problema importante en procesos como el Servicio de Fresado CNC. • PEEK y PEI (Ultem): Aunque son de alto rendimiento, pueden ser pegajosos en su estado sin relleno. La estrategia es similar a la del Nylon. Sin embargo, para grados con relleno de vidrio o carbono, la selección de herramientas debe cambiar inmediatamente a herramientas resistentes a la abrasión como PCD para lograr una vida útil económica y mantener la precisión en el Mecanizado Multieje de piezas complejas. • FR-4 y G10: Estos compuestos de vidrio-epoxi son extremadamente abrasivos. Las fresas con punta de PCD son el estándar. Usar carburo resultará en desgaste rápido, pérdida de precisión dimensional y mala calidad de borde debido al desprendimiento de fibras.
Resumen de las Características Críticas de las Herramientas
La regla universal en el mecanizado de plásticos es la afilación. Más allá de eso, la selección es un equilibrio entre: • Ángulo de Ataque: Controla la acción de corte por cizallamiento frente al empuje. • Ángulo de Hélice: Determina la suavidad de la evacuación de virutas. • Cantidad y Pulido de Canales: Afecta la limpieza de virutas y evita la adhesión del material. • Revestimiento/Material: Define la vida útil de la herramienta, especialmente con compuestos abrasivos. El mecanizado exitoso, ya sea para Prototipado CNC o Fabricación de Bajo Volumen, depende de adaptar estas características de la herramienta al comportamiento específico del plástico para minimizar el calor, la fuerza y garantizar un resultado de alta calidad.
