ABS frente a policarbonato
El ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) y el policarbonato (PC) son plásticos de ingeniería fundamentales, pero difieren en propiedades, beneficios y aplicaciones. El policarbonato, al estar estabilizado contra los rayos UV, ofrece mayor resistencia a los impactos y a la intemperie. Además, es naturalmente transparente. El ABS es opaco y reciclable, y resulta adecuado para proyectos económicos.
Los métodos de procesamiento y fabricación de piezas para ambos plásticos también son diferentes. Mientras que el plástico ABS se fabrica mediante polimerización en masa y emulsión, el plástico PC se produce mediante polimerización interfacial. Para detalles sobre Servicio de mecanizado de ABS Para obtener más información, continúe leyendo esta guía, que le proporcionará una clara distinción entre los polímeros termoplásticos ABS y de policarbonato.
¿Qué es el plástico ABS?
El plástico ABS es un acrónimo de un nombre complejo: acrilonitrilo butadieno estireno. Este nombre deriva de los tres monómeros, a saber, acrilonitrilo, butadieno y estireno, que se combinan para producir un material excepcional.
Cada uno de estos monómeros aporta una contribución única al plástico ABS. El acrilonitrilo proporciona resistencia y protección química, el butadieno añade resistencia al impacto y flexibilidad, mientras que el estireno mejora la facilidad de fabricación y la estética.
¿De qué material es el ABS?
El ABS es un polímero termoplástico, por lo que se vuelve plástico al calentarse y se endurece al enfriarse. Es un plástico único porque se puede moldear a altas temperaturas y solidificar a temperaturas más bajas manteniendo su integridad.
Su gran capacidad de moldeo permite convertir este plástico en prácticamente cualquier pieza. Esta propiedad ha propiciado su amplio uso en la creación de prototipos.
Piezas ABS
¿Es el ABS un plástico resistente?
Sí, el ABS es un plástico resistente con una resistencia a la tracción que oscila entre 45 MPa y 60 MPa. Esto lo convierte en un plástico estructural. Se puede utilizar para fabricar soportes, engranajes y componentes portantes.
El plástico ABS se puede utilizar sin problemas en piezas para automóviles, dispositivos médicos, electrónica y juguetes.
Cómo se fabrica el plástico ABS
La fabricación de plástico ABS implica la unión de los tres monómeros para formar un termoplástico uniforme. Los dos procesos más comunes para ello son la polimerización en masa y la emulsión. La polimerización en masa tiene menos pasos, pero no puede igualar los resultados detallados de la emulsión en términos de propiedades del material y tamaño de partícula.
Procesamiento de ABS para piezas
El material ABS se procesa comúnmente utilizando los siguientes métodos:
- Mecanizado CNC ABS
- Impresión 3D de ABS
- Moldeo por inyección de ABS
Mecanizado CNC ABS
El mecanizado CNC es un método de procesamiento muy utilizado para el ABS y otros plásticos. Los programas informáticos controlan las máquinas que dan forma al termoplástico. Entre las máquinas más comunes se encuentran el torno CNC, la taladradora CNC, la fresadora CNC y el router CNC.
Una pieza de ABS mecanizada por CNC
Ventajas del mecanizado CNC de ABS
- Alta durabilidad de las piezas
- Proceso de alta precisión
- Más rápido: prototipo y producción en masa.
- Acabado superficial superior
- Partes complejas
- Rentabilidad
Limitaciones del mecanizado CNC de ABS
- Tiende a desperdiciar relativamente más material.
- Alto costo inicial del equipo
Impresión 3D de ABS
La impresión 3D es otra técnica de procesamiento para el material ABS. De hecho, este material resulta muy eficaz en la impresión 3D gracias a su resistencia y maleabilidad. Las impresoras FDM y FFM dominan el mercado. El ABS filamentoso se calienta primero para fundirlo. Luego se deposita sobre la plataforma de impresión para producir la pieza 3D. El proceso se realiza meticulosamente, depositando el material capa por capa.
Ventajas de la impresión 3D ABS
- Propiedades mecánicas superiores
- Rentabilidad
- Acabado superficial más suave
Limitaciones de la impresión 3D ABS
- Se requiere maquinaria avanzada
- Posibilidad de que se curve y se agriete.
- Propensión a la deformación
- Mal olor
Moldeo por inyección de ABS
El moldeo por inyección de ABS consiste en colocar gránulos de resina ABS en una tolva. Los gránulos se funden mediante presión. A continuación, se inyectan los gránulos fundidos en el molde. La pieza, una vez enfriada y solidificada, se expulsa del molde.
Ventajas del moldeo por inyección de ABS
- Menos gasto
- Componentes más grandes
- Menor coste laboral: la automatización es posible.
- Piezas multifuncionales
Limitaciones del moldeo por inyección de ABS
- Peligro de ignición/quema del material
- Herramientas costosas
- Alta inversión inicial
Beneficios del plástico ABS
ABS ofrece los siguientes beneficios:
- Facilidad de mecanizado
- Resistencia al impacto
- Estabilidad dimensional
- Acabado superficial de calidad
El equilibrio entre estas cualidades es la razón por la que muchos fabricantes especifican este material para piezas en las industrias automotriz, de bienes de consumo y electrónica, entre otras.
Limitaciones del ABS
Al especificar este material para las piezas, tenga en cuenta las siguientes limitaciones.
- Inestabilidad UV
- Resistencia al calor de hasta tan solo 80 °C.
- Reacción a algunos productos químicos y disolventes
Estas limitaciones hacen que el plástico ABS no sea apto para aplicaciones en exteriores ni para entornos químicos.
¿Es seguro el material ABS?
El material ABS se suele utilizar en productos aptos para uso alimentario. Cuenta con la aprobación de la FDA para productos de consumo. Sin embargo, debe estar correctamente formulado, es decir, no debe contener aditivos ni colorantes dañinos que puedan contaminar los alimentos.
Equipos de ABS aptos para uso alimentario
Sin embargo, las emisiones de estireno son motivo de preocupación durante la fase de fabricación. Una ventilación eficaz puede minimizar este problema y las enfermedades respiratorias relacionadas.
¿Para qué se utiliza el plástico ABS?
Plástico ABS Se utiliza en una amplia gama de industrias, incluyendo la automotriz, la electrónica, los electrodomésticos y los sistemas de plomería. Combina facilidad de fabricación, rentabilidad y resistencia al impacto.
Estos son ejemplos de aplicaciones que requieren piezas duraderas y fiables a un precio asequible.
Piezas de automoción
La resistencia a la intemperie y a los impactos del plástico ABS es fundamental en los automóviles. Entre las piezas fabricadas con este material se incluyen los interiores, los parachoques y los paneles de las puertas.
ABS en el interior de un coche
Electrónica
Las impresoras, los monitores y los teclados de ordenador están fabricados con este plástico resistente y duradero.
Electrodomésticos
Una de las principales razones por las que el plástico ABS en láminas es ideal para electrodomésticos es su alta durabilidad. Algunos ejemplos son utensilios de cocina, tostadoras y aspiradoras.
Sistemas de fontanería
Los constructores y fontaneros suelen preferir el material ABS debido a su combinación de ligereza, durabilidad, resistencia a la temperatura y robustez. Normalmente, estas tuberías son de color negro para absorber y retener el calor.
tuberías de plástico ABS
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¿Qué es el policarbonato?
El policarbonato es un polímero termoplástico reconocido por su inigualable resistencia al impacto. Además, posee una excelente transparencia óptica. Este plástico data de la década de 1950, y su comercialización se atribuye a Bayer y General Electric.
El policarbonato se utiliza en aplicaciones que requieren una combinación de resistencia y claridad óptica. Por ejemplo, se emplea en gafas antibalas, donde la transmisión de luz y la resistencia al impacto son prioritarias.
Propiedades del material de PC
Las propiedades mecánicas, físicas y químicas del policarbonato están diseñadas para ofrecer estabilidad dimensional, resistencia, durabilidad y transparencia. La baja absorción de humedad y el excelente aislamiento eléctrico evidencian aún más la calidad superior de este termoplástico.
Cómo se fabrica el policarbonato
El método de fabricación más popular para el policarbonato se denomina polimerización interfacial, que consiste básicamente en la reacción de fosgeno y bisfenol A (BPA). El proceso incluye la mezcla de los componentes, la polimerización, la extrusión, el enfriamiento, el corte y el control de calidad de las propiedades críticas del material de policarbonato.
Los pasos a seguir se detallan a continuación:
- Mezclando los componentes
Los componentes – BPA, fosgeno e hidróxido de sodio – están mezclados
- Polimerización
La mezcla provoca una reacción química. Se forman largas cadenas de polímero de policarbonato.
- Extrusión
La técnica de extrusión se utiliza para formar gránulos, perfiles o láminas de plástico.
- Enfriamiento y corte
Tras un enfriamiento rápido, el producto se corta a las dimensiones y formas deseadas.
- Control de calidad
El producto terminado se somete a pruebas para comprobar sus propiedades críticas, incluyendo la precisión dimensional, el espesor y la resistencia al impacto.
Métodos de procesamiento para piezas de policarbonato
El policarbonato se procesa habitualmente mediante mecanizado CNC, extrusión, moldeo por inyección y termoformado. La elección de cualquiera de estos procesos depende de factores como la geometría de la pieza y el número de piezas.
Mecanizado CNC
mecanizado por PC Es un método de fabricación eficaz para componentes de PC complejos y de alta precisión. Es adecuado tanto para prototipos personalizados como para producción en masa, ofreciendo una excelente exactitud y resultados repetibles. Se pueden lograr tolerancias de ±0.025 mm con maquinaria avanzada, herramientas de corte afiladas, refrigeración eficaz y velocidades de corte moderadas.
Extrusión
Extrusión de láminas de policarbonato
La extrusión es un método popular para producir láminas, varillas y tubos de policarbonato (PC). Se utiliza para piezas comunes como láminas de vidrio, aislamiento de cables y guías de luz. Cualquier objeto con un perfil continuo de PC puede fabricarse de esta manera.
Moldeo por inyección
Este proceso consiste en inyectar gránulos de policarbonato fundido en un molde mediante alta presión y temperatura. Esto permite moldear el termoplástico amorfo en prácticamente cualquier forma. Las principales técnicas de moldeo por inyección empleadas son el moldeo por inyección asistido por agua, el calentamiento y enfriamiento rápidos (RH&C), el sobremoldeo/moldeo con insertos y el moldeo por compresión.
Termoformado
El termoformado consiste en modificar la forma y la estructura de una lámina de policarbonato. La lámina se calienta primero y luego se presiona dentro de un molde. El calentamiento suele realizarse por debajo de la temperatura de fusión.
policarbonato termoformado
Ventajas del policarbonato
Las piezas de policarbonato se valoran por las siguientes razones:
- Claridad óptica
- se puede esterilizar
- Ligeros.
- Alta estabilidad dimensional
- Increíble resistencia al impacto
- Tolerante al calor
Limitaciones del policarbonato
Las principales limitaciones de este plástico incluyen:
- Propenso a la degradación por rayos UV si se expone durante mucho tiempo.
- Rascarse
- Costo relativamente más alto
- Vulnerabilidad química (alcalina y a disolventes)
Aplicaciones del policarbonato
Las aplicaciones de las piezas de policarbonato se encuentran en el sector automotriz, la industria de dispositivos electrónicos, vidrios antibalas, invernaderos y en el sector de protecciones para maquinaria industrial. Los detalles se proporcionan a continuación:
Motorium – Compartimentos de baterías (VE), consola central, palanca de cambios
Dispositivos Electrónicos – Cajas, aislantes, cubiertas de luz, conectores
Gafas antibalas – Gasolineras, farmacias, bancos, escuelas, comisarías de policía, embajadas, bases militares
cristal antibalas de policarbonato
Invernaderos – Transmisión de luz y durabilidad
Protecciones de maquinaria industrial Transparente y resistente a los impactos. Cumple con las normas de OSHA.
Estas y otras aplicaciones requieren características como resistencia al impacto, estabilidad dimensional, claridad óptica y resistencia al calor.
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Comparación entre ABS y policarbonato
Ahora comparemos el ABS con el policarbonato en términos de propiedades, costo y aplicaciones.
Propiedades mecánicas del ABS y del policarbonato
|
Propiedad |
ABS |
PC |
|
Resistencia a la tracción (MPa) |
31-50 |
58.6-154 |
|
Resistencia al impacto (Izod) (kJ/m²) |
10-25 |
60-80 |
|
Dureza (Rockwell) |
Dureza abdominal: 68-118 |
Dureza del PC: 72-126 |
|
Elongación en Break |
3-30% |
80-150% |
|
Módulo de Young – Rigidez (GPa) |
2.15 |
2.37 |
|
Módulo de flexión (GPa) |
2.0-2.8 |
2.0-2.4 |
ABS frente a policarbonato: propiedades físicas
|
Propiedad |
ABS |
PC |
|
Densidad |
Densidad del plástico ABS: 1.05-1.18 |
Densidad del plástico PC: 1.18-1.22 |
|
Absorción de agua (%) - 24 horas |
0.3 |
0.15 |
|
Temperatura de reblandecimiento Vicat (℃) |
100 |
136 |
|
Temperatura de servicio continuo |
80 ° C |
116 ° C |
|
Temperatura de deflexión térmica (℃) – 1.8 MPa |
93 |
131 |
|
Tasa de merma (%) |
0.4-0.9 |
0.5-0.7 |
|
Índice de fusión (g/10 min) |
10-40 |
5-30 |
ABS frente a policarbonato: resistencia a los rayos UV
Los rayos UV pueden romper los enlaces químicos de los plásticos, por lo que ni el ABS ni el PC son completamente seguros. Sin embargo, el PC generalmente presenta mayor resistencia a los rayos UV. Dicho esto, los fabricantes suelen recubrir el ABS con una capa resistente a los rayos UV para optimizar su durabilidad.
ABS frente a policarbonato: resistencia química
La resistencia química del policarbonato (PC) es superior a la del ABS. El ABS puede ser sensible a ciertos ácidos, disolventes y aceites. Debido a su mejor rendimiento en este aspecto, el PC se utiliza habitualmente en entornos industriales.
Resistencia química del policarbonato
ABS frente a policarbonato: Aplicaciones
Ambos plásticos se solapan en muchas aplicaciones, pero existen situaciones en las que cualquiera de ellos resulta ideal.
Aquí hay unos ejemplos;
|
Escenario de aplicación |
Mejor opción |
|
Componente eléctrico o electrónico de interior |
Plástico ABS |
|
Partes expuestas a rayos UV, productos químicos y calor. |
Plástico de policarbonato |
|
Componentes de bajo impacto y presupuesto limitado |
Plástico ABS |
|
Seguridad y durabilidad |
Plástico de policarbonato |
|
Industrial y al aire libre |
Plástico de policarbonato |
ABS frente a policarbonato: sostenibilidad
Tanto el ABS como el PC son materiales sostenibles, pero la idoneidad de esta propiedad depende de la aplicación. Por ejemplo, el policarbonato ofrece mayor resistencia al calor y es menos inflamable. Sin embargo, si se considera el aspecto del reciclaje, la gran complejidad del reciclaje de PC representa un problema. Además, la fabricación de este material consume mucha energía.
Por el contrario, el ABS es fácil de fabricar y reciclar. Por lo tanto, su sostenibilidad es mayor que la del PC, a pesar de tener una vida útil similar.
Reciclaje de plástico ABS
ABS frente a policarbonato: Coste
Si bien ambos plásticos son relativamente económicos, el ABS cuesta aproximadamente la mitad que el policarbonato. En ocasiones, se mezclan ambos materiales para obtener un equilibrio de propiedades a un menor costo.
Lecturas recomendadas:
ABS vs. polipropileno
Policarbonato vs Acrílico
Conclusión
Al comparar el ABS con el policarbonato, se hacen evidentes las ventajas distintivas de cada uno. Según la aplicación, los aspectos que se deben analizar detenidamente incluyen la resistencia, la resistencia a la temperatura, la resistencia química, la maquinabilidad y el costo.
El plástico ABS es más económico y ofrece mayor variedad de colores. Sin embargo, carece de la transparencia, la resistencia al calor y la robustez del policarbonato. Los expertos de Boda están listos para ayudarle en este proceso de selección y proceder a entregarle piezas de calidad.
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