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PLASTICENTRO S.A.
INSTRUCCIONES PARA EL MECANIZADO
Los Plasticos de ingeniería se pueden mecanizar fácilmente con máquinas herramientas
corrientes utilizadas para trabajar con metales, y en algunos casos, con máquinas para madera.
Sin embargo, con el fin de optimizar los resultados han de tenerse en cuenta algunas
precauciones.
Como consecuencia de la baja conductividad térmica y punto de fusión relativamente bajo de
los termoplásticos, es preciso reducir al mínimo el calor generado durante su mecanización y el
calor generado en la zona de plástico. Con ello evitaremos deformaciones, tensiones, cambios
de color e incluso derretimiento.
Por lo tanto:
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Las herramientas deben estar siempre bien afiladas y lisas.
Las tasas de alimentación deben ser lo más elevadas posibles
Las herramientas deben tener suficiente espacio libre como para que el borde cortante
solo entre en contacto con el material de plástico.
Asegurar una buena expulsión de virutas.
Utilizar refrigerantes de corte en operaciones que generen calor (p. Ej. Taladrado)
ESFUERZOS DE MECANIZADO / SUJECIÓN
Los esfuerzos de mecanización son inferiores para los termoplásticos que para los metales y
aquellos se deforman con mayor facilidad si la sujeción es excesiva, por lo que hay que reducir
la fuerza de sujeción.
Sin embargo, evite cualquier situación peligrosa en aquellos casos en los que la pieza de
plásticos podría salir despedida de las herramientas de sujeción.
Como los termoplásticos no son tan rígidos como los metales, para evitar cualquier
deformación es esencial que estén bien sujetos durante las operaciones de mecanización para
evitar desviaciones o deformaciones; p. Ej., los casquillos de pared delgada con frecuencia
requieren el uso de un macho interno en el extremo de sujeción para permitir una
mecanización exacta de los cojinetes en lo que respecta la redondez y las tolerancias.
HERRAMIENTAS
Las herramientas de acero rápido (HSS) funcionan bien con numerosos plásticos. No obstante,
para grandes lotes de producción son preferibles las herramientas con carburo de tungsteno
(bordes cortantes), cerámica o diamante policristalino (PDC). Esto es imprescindible para el
mecanizado de materiales reforzados con fibra de vidrio o carbono, o rellenos de grafito (larga
vida útil de las herramientas y buen acabado de la superficie).
REFRIGERANTES
Además de usar en la perforación y la separación, los refrigerantes normalmente no son
necesarios para las operaciones de mecanizados de termoplásticos. Si se mantiene un área de
corte a temperaturas reducidas normalmente el acabado de la superficie y las tolerancias
mejoran.
Cuando sea necesario enfriar, los refrigerantes basados en aceites solubles tienen
normalmente buenos resultados.
Un fuerte chorro de aire a presión o refrigerante también desvía o elimina las virutas de la
zona de trabajo, evitando que interfieran entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo.
TOLERANCIAS DE MECANIZADO
Las tolerancias de mecanizados requeridos para las piezas de termoplásticos son por lo general
considerablemente más amplias que las aplicadas en piezas metálicas. Esto es debido a que
tiene un coeficiente de dilatación mucho mayor, una menor rigidez y una mayor elasticidad, al
posible aumento de volumen… mecanizaciones asimétricas o en grandes cambios de sección,
p Ej. Cuando se mecaniza una forma en U desde una placa o un cojinete de material sólido. En
estos casos es aconsejable realizar un mecanizado “equilibrado” a ambos lados de la línea
central de la pieza, reduciendo el combado, o efectuar un tratamiento térmico (para relajar
tensiones) después de realizar la preparación al mecanizado y antes de finalizar el mecanizado
de la pieza (ver instrucciones de templado).
Como regla general, para piezas torneadas o fresadas, se pueden aplicar unas tolerancias de
mecanizado de 0.1 a 0.2 % de su medida nominal, sin que se precisen precauciones especiales
(para pequeñas dimensiones la tolerancia mínima es de 0.05 mm). Al respecto, pueden
seguirse como guía tanto las normas ISO 2768 Y DIN 7168, COMO LA “Swiss VKIRecomendation : Toleranzen spanend hergestelter Kunststoff-Fertigteile”. (Tolerancias de
mecanización para pieza de plásticos). Sin embargo, es posible aplicar tolerancias más
ajustadas con productos muy estables, como SUSTAPEEK y SUSTATRON PPS.
TORNEADO
El continúo flujo de virutas durante el torneado y perforación de numerosas termoplásticos se
puede manejar excelentemente utilizando un sistema de succión por aire comprimido
(eliminando directamente las virutas en un contenedor), evitando así que se acumulen virutas
en torno al portabrocas, la herramienta o la pieza de trabajo.
(Consultar en la tabla de geometría de la herramienta, las velocidades de corte y la
alimentación).
FRESADO
Pueden utilizarse fresas de extremo con doble ranura, fresas frontales, fresas huecas y fresas
volantes. Normalmente se recomienda la fresa de ascenso para ayudar a disminuir el calor, ya
que lo distribuye entre la virutas, minimizando la fundición y los acabados de mala calidad.
(Consultar en la tabla de geometría de la herramienta, las velocidades de corte y la
alimentación)
TALADRADO
Las brocas espirales de acero trabajan bien pero generan mucho calor y, en consecuencia,
precisan el uso de refrigerantes, especialmente cuando la profundidad del taladro es más del
doble del diámetro. Para mejorar la evacuación del calor y la expulsión del calor y la expulsión
de las virutas es preciso realizar extracciones frecuentes de la broca (picoteo), en especial para
taladros profundos (extraer el taladro cada vez que se alcance una profundidad equivalente a
1,5 veces el diámetro). En agujeros de gran diámetro es aconsejable el uso de de brocas con
ánima adelgazada puesto que reducen el rozamiento y en consecuencia la generación de calor.
También ser recomienda taladrar en operaciones sucesivas hasta alcanzar el diámetro
requerido; p. Ej. Para un agujero de 50mm de diámetro se deberá taladrar previamente con
broca de 12 y a continuación de 25, expandiendo el agujero con brocas de mayor diámetro o
mandrinándolo con una cuchilla de un solo filo.
Para evitar la formación de grietas, en las barras de SUSTAPEEK y SUSTATRON PPS de
diámetro superior a 50mm, en las barras TECHNYL – PET de diámetro superior a 100mm y en
las barras GHS – NYLON COLADO de más de 200mm de diámetro, no se deben utilizar brocas
espirales de acero rápido, sino que el agujero deben taladrarse con brocas rectas y planas, con
sus ángulos de corte perfectamente centrados.
Para estos materiales algunos operarios prefieren calentar los moldes hasta unos 120ºC –
150ºC antes de taladrar. Sin embargo, hay que prestar atención a que después de taladrar y
antes de iniciar las operaciones de acabado, la pieza de plástico se haya enfriado por completo
a la temperatura ambiente (¡temperatura uniforme en toda la sección antes de taladrar y
antes de realizar el acabado!).
Al realizar un agujero pasante, cuando esté próximo a reventar, es preciso reducir el avance de
la broca o herramienta de madrinar, evitando así la formación de muecas o roturas en la
superficie opuesta. Por esta razón, no son recomendables los avances manuales ya que
pueden producir el “clavado” de la broca y generar tensiones en el material.
ASERRADO
Pueden utilizarse sierra de cinta, de disco, o alternativas; de gran paso entre dientes para
favorecer la expulsión de virutas. Deben tener suficiente triscado para minimizar el roce entre
la sierra y las pareces de la pieza, evitando que la pieza se cierre por detrás de la sierra, lo que
provocaría una excesiva concentración de calor y el bloqueo de la sierra.
Para eliminar vibraciones, rugosidades excesivas de corte, o incluso muescas y rotura, es
preciso que la sujeción de la pieza a la mesa de apoyo sea adecuada.
Importante
SUSTATRON PPS debe cortarse preferentemente con una cierra de cinta, con un paso entre 4
y 6 mm. Las sierras circulares producen normalmente muescas y grietas.
EMBALAJE DE PROTECCION CONTRA LA HUMEDAD
Bastantes polímeros absorben humedad del medio ambiente. Esto puede provocar una
hinchazón y afectar a las dimensiones de las piezas. Por tanto, es importante que los
componentes de elevadas tolerancias, mecanizados a partir de moldes de TECHNYL – GHS –se
mantengan en seco antes de la instalación. Se debería almacenar en bolsas selladas con
desecante. Una capa adicional de grasas o aceite mineral puro sobre todas las superficies
también ayuda a minimizar la absorción de humedad.
Las piezas mecanizadas que han absorbido humedad y por tanto tienen unas dimensiones
distintas, se pueden secar para que vuelvan a tener sus dimensiones originales, ya que la
absorción de humedad es un proceso reversible. Lo mejor es hacerlo en un horno al vacío
hasta que se obtenga un peso constante (60 – 70ºC para GHS – NYLON 6GMOS –y TECHNYL).
El período de secado, evidentemente, depende de la humedad contenida en las piezas y de su
grosor, pero se debería contar con un mínimo de 24 horas por cada 3 mm de grosor de la
pieza.
SEGURIDAD
Deben seguirse las recomendaciones generales en materia de seguridad industrial, así como
las específicas de cada material contempladas en las normas del fabricante.
PET– SUSTATRON PPS – SUSTAPEEK – GHS
Debido a su dureza y moderada resistencia al impacto, para evitar errores prematuros han de
tenerse en cuenta una serie de consideraciones adicionales sobre e mecanizado y diseño. Esto
debería ayudar a prevenir un desgaste prematuro de estos materiales.
En la fase de diseño y ensamblaje han de evitarse las zonas con concentración de tensiones;
especialmente en las operaciones de aserrado y taladrado que requieren un mecanizado más
suave.
Algunos Consejos:
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Utilizar un método de sujeción ligero
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Evitar las aristas vivas en los mecanizados interiores. Los radios deben ser como
mínimo de 1 mm. Para evitar el descantonado de las aristas durante el torneado,
taladrado y fresado, se recomienda chaflanar los vértices, lo que aportará una
transición suave entre la herramienta de corte y la pieza de plástico.
Evitar las rocas triangulares (donde se generan muchos puntos de concentración de
esfuerzos); utilizar roscas de perfil redondeado.
No es recomendable la utilización de terrajes ni machos de roscar; en particular estos
últimos, ya que generan tensiones excesivas en el agujero y pueden ser la causa de
roturas.
Cuando se aprietan tornillos, o se monten pernos en agujero ciegos, se deben hacer
con precaución para no forzar el fono y evitar la formación de fisuras.