La ciencia y la tecnología están en continuo desarrollo. Policarbonato (PC) Se utiliza cada vez más en la fabricación de maquinaria. El policarbonato es un plástico de alto rendimiento. Se utiliza ampliamente en construcción, electrónica, automóviles, medicina y artículos de uso diario. Posee excelentes propiedades mecánicas, ópticas y de procesamiento, lo que lo hace importante en los exigentes sectores de la industria aeroespacial, la electrónica y los equipos de seguridad. A continuación, se explicará por qué se utiliza el CNC para mecanizar el policarbonato. Posteriormente, se analizarán sus propiedades. Además, se compartirán consejos sobre el mecanizado CNC de policarbonato. Esto es para su comprensión. ¡Comencemos!
Tabla de contenido
¿Qué es el policarbonato?
El policarbonato (PC) es un termoplástico flexible. No tiene un punto de fusión fijo y se ablanda antes de fundirse. Se vende generalmente en tiras y láminas transparentes y negras. Además, es una alternativa más resistente y flexible al vidrio convencional cuando se necesitan piezas con alta transmisión de luz. Es ligero y presenta baja cristalinidad gracias a sus moléculas amorfas. El policarbonato es más resistente al calor y a los impactos que otros plásticos como el plexiglás.
El PC es un plástico de ingeniería flexible con excelentes propiedades. El policarbonato está disponible en diferentes grados, pero generalmente presenta las siguientes propiedades mecánicas:
- Alta resistencia a la rotura y al impactoEl policarbonato es conocido por su gran dureza y resistencia a los impactos. Por ello, se utiliza frecuentemente en entornos de alto rendimiento.
- Resistente a la radiación UVAlgunos tipos de policarbonato son extremadamente resistentes a la radiación UV. No se descomponen con la luz solar directa.
- Resistente al calor y al fuegoEl policarbonato soporta temperaturas de hasta 140 °C. Por lo tanto, es ideal para aplicaciones médicas que requieren esterilización repetida.
- Resistente a productos químicosEn cuanto a los productos químicos, el policarbonato es muy resistente a los alcoholes, grasas, ácidos inorgánicos e hidrocarburos alifáticos.
- Excelente estabilidad dimensionalEste termoplástico no se contrae significativamente, entre 0,61 TP5T y 0,91 TP5T. Por lo tanto, conserva su forma en la mayoría de los casos.
- Transparencia y claridadLa estructura amorfa del policarbonato le confiere un alto grado de transparencia y claridad. Además, deja pasar la luz 90% y tiene un índice de refracción de 1,548. Por lo tanto, es una alternativa popular al vidrio.
Tipos comunes de policarbonato
Existen diferentes grados de policarbonato, cada uno con sus propias propiedades mecánicas. Cada grado es adecuado para distintas tareas en diferentes áreas. Los siguientes tipos de policarbonato se utilizan comúnmente para el mecanizado CNC:
Policarbonato de uso general
Este policarbonato es extremadamente resistente y ofrece una excelente transparencia. El policarbonato de uso general tiene una superficie lisa y una apariencia atractiva. Además, es altamente resistente a los rayos UV, por lo que es ideal para uso en exteriores.
Policarbonato relleno de vidrio
Este policarbonato es muy resistente, con alta resistencia al impacto y tenacidad. Es un sustituto ideal del metal y los plásticos de ingeniería. Su resistencia se ve reforzada por la adición de fibras de vidrio 10–40%. Por lo tanto, puede utilizarse para sustituir el metal en la fabricación de piezas de grado industrial.
Policarbonato de grado mecánico
Este policarbonato es muy estable dimensionalmente. Posee excelentes propiedades eléctricas, un alto módulo de elasticidad y resistencia al impacto. Las piezas de policarbonato de grado mecánico se utilizan a menudo en situaciones donde se requiere un trabajo intensivo.
Policarbonato AMGARDTM
El policarbonato AMGARDTM es un plástico industrial único. Contiene iones de plata que previenen el crecimiento de microorganismos en su superficie. Este policarbonato es ideal para la fabricación de equipos e instrumentos médicos, pantallas protectoras y otros artículos que requieren una superficie libre de bacterias y moho.
Policarbonato TUFFAK
TUFFAK es un plástico de policarbonato flexible dos veces más resistente que el vidrio. Se puede producir de diversas maneras, incluyendo mecanizado CNC y termoformado. El policarbonato TUFFAK tiene una excelente estabilidad dimensional y es compatible con pegamentos, pinturas y disolventes.
¿Por qué utilizar policarbonato para el mecanizado CNC?
Buenas propiedades mecánicas
El policarbonato es resistente y rígido. Soporta la fuerza de corte y la presión del mecanizado. Esto mantiene la precisión de tamaño y forma de las piezas mecanizadas.
Excelente tenacidad
El policarbonato es resistente. Es difícil que se agriete o fracture. Esta dureza garantiza la estabilidad y seguridad del procesamiento, especialmente al trabajar con formas complejas.
Buena estabilidad dimensional
El policarbonato mantiene su forma con facilidad bajo variaciones de temperatura y humedad. Esta estabilidad garantiza que las piezas procesadas mantengan el tamaño y la forma adecuados. Cuando la temperatura y la humedad varían, las variaciones de tamaño son mínimas. Esto contribuye a la precisión del mecanizado.
Buena transparencia
El policarbonato es transparente. Se puede fabricar en piezas transparentes o semitransparentes. Las piezas lisas y atractivas se fabrican con materiales transparentes. Por lo tanto, se utilizan ampliamente en piezas y componentes ópticos que requieren inspección visual. Son el material ideal para fabricar piezas transparentes u ópticas.
Excelente adaptabilidad a la temperatura
El policarbonato puede mantener su forma y funcionar a altas temperaturas. Su rango de temperatura de uso continuo suele estar entre -40 °C y 120 °C, e incluso puede soportar temperaturas de hasta 140 °C durante periodos cortos. Esta resistencia al calor lo hace adecuado para entornos de alta temperatura, por ejemplo, en pantallas de lámparas de automóviles, carcasas de equipos electrónicos y luminarias.
Por otro lado, el policarbonato mantiene una buena tenacidad y resistencia al impacto a bajas temperaturas. Permanece fuerte incluso a temperaturas de hasta -40 °C. Esto lo hace ideal para su uso en climas fríos, por ejemplo, en equipos de exterior y piezas aeroespaciales.
Buena maquinabilidad
El policarbonato es fácil de mecanizar. Permite cortar, taladrar y fresar fácilmente con equipos CNC estándar. También permite el mecanizado CNC para crear muchas formas y estructuras complejas. Esto facilita Mecanizado CNC Y garantiza la calidad del producto final bajo una amplia gama de parámetros de proceso. Además, el policarbonato no genera calor ni desgaste excesivos durante el mecanizado, lo que prolonga la vida útil de la herramienta.
Maquinabilidad superior del policarbonato
En el mecanizado CNC, el policarbonato exhibe varias propiedades de mecanizado excelentes:
- Requisitos de fuerza de corte baja: El policarbonato es relativamente blando, por lo que se requiere menos fuerza de corte durante el proceso. Esto ayuda a reducir la carga en la máquina herramienta, prolongar su vida útil y reducir el consumo de energía.
- Moldeo de alta precisión: Permite un mecanizado de alta precisión y una mayor estabilidad dimensional. Además, las piezas mecanizadas presentan menores desviaciones dimensionales, lo que permite satisfacer las necesidades de aplicaciones con mayor precisión.
- Buen acabado superficial: Tras el procesamiento, la superficie es lisa y plana, con baja rugosidad. Además, logra una buena apariencia sin necesidad de mayor procesamiento posterior.
- Bajo desgaste de herramientas: Bajo desgaste de la herramienta, reduce la frecuencia y el costo de reemplazo de la herramienta.
- Mejor estabilidad térmica: El calor generado durante el proceso de mecanizado tiene un impacto relativamente pequeño en su rendimiento, lo que ayuda a mantener la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie.
Excelentes propiedades mecánicas y ópticas
Actualmente, las máquinas CNC suelen utilizar policarbonato, principalmente por sus excelentes propiedades mecánicas y ópticas.
Propiedades mecánicas
- Resistencia al impacto: El policarbonato (PC) es un material robusto con una excelente resistencia al impacto. Esto significa que los materiales de PC mantienen su integridad y estabilidad estructural incluso en entornos de alta tensión o impacto. Esta propiedad permite que las piezas de PC mecanizadas por CNC sean altamente duraderas y resistentes a los daños.
- Estabilidad térmica: Los materiales de PC son térmicamente estables y mantienen sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas. La temperatura de distorsión térmica suele estar entre 110 y 150 °C. Esto significa que, durante el mecanizado CNC, el calor no deforma ni daña el material de PC.
- Aislamiento eléctrico: Los materiales de PC poseen buenas propiedades de aislamiento eléctrico, lo que los hace ideales para su uso en aplicaciones electrónicas y eléctricas. En el mecanizado CNC, esta propiedad permite que los componentes de PC aíslen la corriente y el voltaje, manteniendo así la seguridad y estabilidad del equipo.
Propiedades ópticas
- Alta transparencia: Los materiales de PC presentan una alta transmisión de luz, con una tasa de transmisión superior a 90%. Esto otorga a las piezas de PC una clara ventaja en aplicaciones como la fabricación de componentes ópticos o carcasas transparentes. Esta transparencia se puede conservar durante el mecanizado CNC, lo que resulta en un producto final con una óptica excelente.
- Alto índice de refracción: Con un índice de refracción de aproximadamente 1,585-1,586, el PC es un material con un alto índice de refracción. Este alto índice de refracción lo hace transparente. Puede reemplazar al vidrio y otros materiales costosos para reducir costos.
- Resistencia a la luz: Los materiales de PC poseen excelentes propiedades de resistencia a la luz, mantienen su transparencia bajo exposición prolongada a los rayos UV y resisten eficazmente el envejecimiento. Esto confiere a las piezas de PC una alta durabilidad en exteriores o en aplicaciones que requieren exposición prolongada a la luz.
Ventajas de utilizar CNC para procesar policarbonato
- Versatilidad de opciones de procesamiento: El policarbonato se puede mecanizar utilizando un variedad de procesos de mecanizado CNC, incluyendo fresado, torneado, taladrado y corte. Esto le permite destacar en diversas aplicaciones de fabricación, desde el mecanizado plano simple hasta la fabricación de estructuras 3D complejas.
- Alta eficiencia de mecanizado: El alto grado de automatización y la capacidad de realizar mecanizados de forma rápida y continua aumentan considerablemente la productividad. Esto resulta muy favorable para la producción en masa y el prototipado rápido.
- Baja generación de estrés interno: Durante el mecanizado CNC, el policarbonato presenta menos tensiones internas. Esto reduce la posibilidad de deformación de las piezas después del mecanizado. Esto es fundamental para aplicaciones que requieren alta estabilidad dimensional.
- Alta precisión y consistencia: La capacidad de lograr una precisión dimensional y de forma muy alta garantiza que cada pieza de policarbonato mecanizada tenga un alto grado de consistencia y cumpla con estrictos estándares de la industria y requisitos de diseño.
- Capacidad de procesamiento de formas complejas: Podemos fabricar fácilmente piezas de policarbonato con formas complejas. Estas formas incluyen estructuras internas y contornos externos. Se ajustarán con precisión al diseño.
- Buena calidad de superficie: La superficie de las piezas mecanizadas con CNC es lisa y plana, reduciendo la necesidad de procesos de tratamiento superficial posteriores y ahorrando tiempo y costes.
- Alta utilización de material: Una programación precisa y una planificación precisa de las trayectorias de mecanizado pueden minimizar el desperdicio de material, lo que reduce los costos de producción.
- Repetibilidad: Con el mecanizado CNC, siempre que la programación y la configuración sean las mismas, se pueden producir las mismas piezas una y otra vez, lo que garantiza la estabilidad de la calidad del producto y mejora en gran medida la eficiencia de la producción.
Aplicaciones de piezas de policarbonato mecanizadas por CNC
- Campo de Electrodomésticos y Electrónica: El policarbonato es resistente y aislante. Es ideal para fabricar conectores eléctricos, terminales y otras piezas aislantes. Estas piezas garantizan la seguridad y la fiabilidad de los sistemas eléctricos.
- Campo Automotriz: El policarbonato es fuerte y resistente al calor. Es ideal para fabricar cubiertas de faros y luces traseras, así como paneles de instrumentos. Estas piezas deben ser duraderas y ofrecer un buen rendimiento óptico.
- Construcción: El policarbonato es transparente y resistente a la intemperie. Estas propiedades lo hacen ideal para techos transparentes, cubiertas ligeras y ventanas en la construcción. Proporciona luz natural y ahorra energía.
- Dispositivos médicos: El policarbonato es biocompatible y esterilizable, lo que lo hace apto para la fabricación de instrumental quirúrgico, jeringas y equipos de diagnóstico. Garantiza un uso seguro en entornos médicos.
- Aeroespacial: En la industria aeroespacial, el policarbonato se utiliza para fabricar ventanas y escotillas de aeronaves. Mantiene los vuelos seguros y eficientes gracias a su ligereza y buena resistencia a los impactos.
- Campo óptico: El policarbonato posee excelentes propiedades ópticas. Se utiliza para fabricar diversos tipos de lentes, como las de cámaras.
Opciones de acabado de mecanizado CNC para piezas de policarbonato
El policarbonato es propenso a rayarse, por lo que existen diversos tratamientos superficiales. Estos tratamientos ayudan a mejorar las propiedades físicas de las piezas de PC después del mecanizado, lo que las hace más adecuadas para su uso en aplicaciones prácticas. A continuación, se presentan algunos tratamientos superficiales para el policarbonato:
Mecanizado
El mecanizado es un método de procesamiento común y económico. Es adecuado para piezas mecanizadas que no requieren procesamiento adicional. Las piezas mecanizadas pueden presentar pequeñas marcas de herramienta o arañazos en la superficie. Sin embargo, es un método de producción más económico y rápido.
Cabe señalar que el mecanizado no puede proporcionar una superficie ópticamente transparente para las piezas de policarbonato. Esto se puede lograr mecanizando las piezas de policarbonato con herramientas de diamante. Por lo tanto, los clientes deben solicitar este tratamiento superficial directamente durante el proceso de cotización. Esto puede incrementar el costo del procesamiento.
Pulido con vapor
Las piezas mecanizadas en una máquina CNC suelen presentar marcas de herramientas visibles, lo que puede alterar la apariencia del producto. El pulido con vapor se utiliza a menudo para eliminar arañazos y marcas de herramientas en piezas de policarbonato mecanizadas. Esto se logra colocando la pieza en una solución que reacciona con su superficie y la funde. Esto provoca que el material fluya y oculte las marcas de herramientas.
La superficie de una pieza de policarbonato mecanizada por CNC suele ser transparente. Sin embargo, si se funde durante el mecanizado, puede volverse casi opaca. Tras el mecanizado, el pulido con vapor es una excelente manera de alisar la superficie y darle un brillo uniforme o una apariencia perfectamente transparente. Sin embargo, este tratamiento superficial no es adecuado para componentes que deban ser ópticamente transparentes.
Pulido
Este proceso mejora la apariencia de las marcas de herramienta en la superficie de las piezas mecanizadas de policarbonato. Se utiliza una rueda de pulido de algodón de rápida rotación para alisar la superficie de la pieza. Este método es ideal para mecanizar piezas grandes con superficies exteriores lisas. Por otro lado, el pulido no tiene el mismo efecto que el pulido con vapor en el policarbonato mecanizado.
Recubrimiento resistente a rayones
Una de las desventajas del policarbonato es su propensión a rayarse. Podemos recubrir piezas de policarbonato mecanizadas por CNC. Esto ayuda a reducir los rayones y mejora su claridad óptica.
Consejos de expertos para el mecanizado CNC de policarbonato
Actualmente, los campos de aplicación del policarbonato son cada vez más amplios. Yonglihao Machinery lleva muchos años dedicada al mecanizado y fabricación de policarbonato CNC. Cuentan con amplia experiencia y conocimientos en el mecanizado CNC de policarbonato. A continuación, se ofrecen algunos consejos para el mecanizado de policarbonato:
Selección de herramientas
Al mecanizar, utilice herramientas afiladas. Estas garantizan cortes suaves y reducen la delaminación y las rebabas. Debe elegir un material de herramienta adecuado para mecanizar policarbonato. Por ejemplo, el acero de tungsteno o el acero de alta velocidad son buenas opciones.
Seleccione los parámetros de corte adecuados
Los parámetros de corte son factores importantes que afectan la eficiencia del procesamiento y la calidad del producto. En el caso del policarbonato, unos parámetros de corte adecuados garantizan un procesamiento rápido y una buena calidad del producto. En general, la velocidad de corte del policarbonato debe ser moderada, generalmente de 2500 a 3000 RPM. Una velocidad demasiado alta provocará el sobrecalentamiento y la fusión del material, y una velocidad demasiado baja provocará un corte irregular.
Además, una velocidad de avance adecuada minimizará la vibración y el raspado del material. La velocidad de avance recomendada es de 800 a 1200 mm/min. Sin embargo, ajuste los parámetros según los requisitos de mecanizado y la herramienta elegida. La profundidad de cada corte también debe ser menor para evitar el agrietamiento del material o el sobrecalentamiento de la herramienta. Generalmente, se recomienda una profundidad de corte de entre 0,5 y 2 mm. Sin embargo, cabe destacar que los parámetros de corte óptimos no son fijos y deben seleccionarse en función del desgaste de la herramienta, la composición y las propiedades específicas del material de PC, y los requisitos de procesamiento.
Uso de refrigerante
Utilizamos refrigerante para enfriar la herramienta. Este también reduce el desgaste y mejora la calidad de la superficie. La elección del refrigerante debe basarse en las características del plástico y en las necesidades del mecanizado.
Planificación de la trayectoria de la herramienta
Planifique la trayectoria de la herramienta para aplicar la fuerza de corte y evitar la tensión. Minimice la concentración de fuerza. El uso de un método de corte de profundización gradual puede mejorar la calidad del mecanizado.
Sujeción y fijación
Para mantener el policarbonato en su lugar durante el mecanizado, utilice ventosas, abrazaderas o cinta adhesiva de doble cara. Estas evitan que el material se mueva. Por otro lado, reduzca la vibración del material añadiendo más puntos de sujeción. También puede utilizar calzas amortiguadoras de vibraciones. Estas medidas garantizan un corte suave y una superficie de calidad.
Post-tratamiento
Realizamos tratamientos posteriores según sea necesario. Estos incluyen pulido y lijado. Estos pasos mejoran el acabado y la calidad de la superficie mecanizada. Se puede utilizar papel de lija fino o pasta de pulir para pulir la superficie y mejorar su acabado.
Conclusión
El mecanizado CNC de policarbonato es una herramienta importante en la fabricación moderna. Esto se debe a su gran resistencia y flexibilidad de procesamiento. Permite fabricar piezas de alta calidad y, además, mejorar los productos mediante un mecanizado y un postratamiento más precisos. La ciencia y la tecnología avanzan y la tecnología de procesamiento se consolida. El mecanizado CNC de policarbonato pronto mostrará sus ventajas únicas y amplias aplicaciones. Ofrecerá soluciones mejores y más rápidas para diversas industrias. Si necesita piezas de policarbonato, contáctenos en Yonglihao Machinery. Estaremos encantados de atenderle y ofrecerle soluciones y productos de mecanizado expertos.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se prefiere el policarbonato en el mecanizado CNC?
El policarbonato tiene una excelente maquinabilidad, resistencia al impacto y transparencia.
¿Qué tipos de policarbonato son los más adecuados para el mecanizado CNC?
El policarbonato reforzado con fibra de vidrio, el policarbonato de uso general y el policarbonato de grado de mecanizado son opciones comunes.
El policarbonato tiene una excelente maquinabilidad, resistencia al impacto y transparencia.
El policarbonato se utiliza en lentes de automóviles, piezas mecánicas, engranajes, bombas y máscaras.
¿Cómo se compara la maquinabilidad del policarbonato con la de otros plásticos?
El policarbonato es más fácil de mecanizar que muchos otros plásticos. Tiene mayor resistencia al impacto y al calor.