Los mejores plásticos para mecanizado: Guía de selección de materiales

Piezas de plástico mecanizadas por CNC, incluyendo soportes acrílicos, carcasa de nailon negro y fresado de policarbonato; la superposición de texto dice:

El mejor plástico para mecanizado

Los mejores plásticos para el mecanizado incluyen ABS, nailon, Vespel®, acrílico, polietileno (PE), polipropileno, policarbonato, fenólico y PTFE (Teflón). Otros materiales a considerar son el acetal (POM/Delrin), el HDPE, el tereftalato de polietileno (PET) y el PVC (cloruro de polivinilo).

Al considerar qué tipo de plástico usar en un CNC mecanizado de plastico Para este proyecto, es fundamental conocer la idoneidad y compatibilidad de cada material. En concreto, el plástico debe ser fácil de fabricar y cumplir con los requisitos funcionales de la pieza deseada.

Otras consideraciones importantes son la resistencia a factores como el calor, la temperatura y los arañazos, así como la suavidad superficial deseada. Dado que cada uno de estos plásticos ofrece propiedades únicas, el fabricante puede elegir el que mejor se adapte a sus necesidades específicas.

Esta guía explora los plásticos clave para aplicaciones de mecanizado CNC. Cubre características destacadas, incluyendo ventajas, limitaciones, maquinabilidad y aplicaciones comunes.

Acetal (POM/Delrin)

El acetal es, sin duda, uno de los plásticos de ingeniería más fáciles de mecanizar. Las características clave que contribuyen a ello son una conductividad térmica relativamente alta, una estructura semicristalina y una alta estabilidad dimensional. Su alta conductividad térmica significa que la zona de corte del plástico rara vez supera el punto de degradación térmica durante el mecanizado. La estabilidad dimensional se deriva en gran medida de la absorción de humedad del material, que es inferior al 0.25 % en 24 horas.

Carcasa del colector mecanizada por CNC en Delrin negro (acetal/POM) con múltiples puertos y orificios perforados con precisión.

Parte de Delrin/POM (acetal)

Ventajas e inconvenientes del mecanizado de acetal (POM/Delrin)

Ventajas del mecanizado de acetal (POM/Delrin)	Desventajas del mecanizado de acetal (POM/Delrin)
Baja absorción de humedad Alta maquinabilidad Aislamiento electrico Resistente a la abrasión y a los impactos Resistente a la deformación y a los productos químicos.	Sensibilidad al calor con una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 100 °C [1] inflamabilidad Mala respuesta a los adhesivos

Aplicaciones

Las piezas mecanizadas de acetal se encuentran comúnmente en componentes mecánicos como engranajes, rodillos, resortes y carcasas. Las carcasas con bisagras, las unidades transmisoras de combustible y los sistemas de cierre de puertas en aplicaciones automotrices también se fabrican con acetal.

Nylon/Poliamida (PA)

El nailon/poliamida (PA) se remonta a la década de 1930, tras una extensa investigación sobre poliésteres y poliamidas. Los dos grados de nailon más comunes son el nailon 6 y el nailon 6/6. El nailon 6 se suele utilizar en aplicaciones de alta resistencia donde se requiere baja densidad. El nylon 6/6 se suele reservar para aplicaciones que requieren mayor rigidez, resistencia y durabilidad frente a la abrasión. Generalmente absorbe menos humedad que el nylon 6.

Dos bloques de montaje mecanizados de nailon (PA) con recortes en forma de U para el soporte y orificios para pernos.

Nylon (PA)

Ventajas e Desventajas

Ventajas	Desventajas
Alta resistencia a la fatiga Alta resistencia al desgaste Alta relación resistencia / peso	Sensible a la humedad La herramienta se atasca si no está fría.

Aplicaciones: Cojinetes, engranajes, casquillos, soportes estructurales

Plástico ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)

El plástico ABS se mecaniza con precisión incluso a altas velocidades. El desgaste de la herramienta es mínimo. Sin embargo, el operario debe tener en cuenta la tendencia del material a ablandarse con el calor. Las dos estrategias principales para contrarrestar este problema son un control de avance experto y la refrigeración.

Fresa CNC cortando un bloque de ABS azul, produciendo virutas de plástico rizadas.

Fresado CNC de plástico ABS

Ventajas e Desventajas

Ventajas	Desventajas
Bajo costo Fácil de mecanizar Buena resistencia al impacto	Resistencia limitada al calor (se ablanda a aproximadamente 80 °C) [1] Puede deformarse al sobrecalentarse. Poca resistencia a la intemperie

Aplicaciones: Prototipos, carcasas

Policarbonato (PC):

El policarbonato figura entre los mejores plásticos para el mecanizado, ya que ofrece un equilibrio inigualable entre claridad óptica y resistencia al impacto. El mecanizado de este plástico requiere velocidades controladas y herramientas afiladas. Un desafío común en el mecanizado es la fusión.

Perforación CNC en una lámina de policarbonato transparente sobre una mesa de mecanizado, rodeada de finas virutas de plástico.

Mecanizado de policarbonato

Ventajas e Desventajas

Ventajas	Desventajas
Claridad óptica Resistencia al impacto Algunos grados son ignífugos.	Agrietamiento por tensión al exponerse a disolventes. Puede volverse pegajoso o derretirse durante el mecanizado. Más caro que el mecanizado CNC de acrílico o el mecanizado CNC de ABS.

AplicacionesCajas eléctricas, lentes, protectores de seguridad

Acrílico/Poli(metacrilato de metilo) (PMMA)

Piezas de mecanizado CNC de acrílico

El PMMA es uno de los plásticos mecanizables más transparentes ópticamente disponibles. El mecanizado de este material requiere herramientas afiladas y avances lentos, ya que se agrieta y se astilla con facilidad.

Pros y contras del PMMA

Ventajas del PMMA	Desventajas del PMMA
Excelente claridad óptica Más rentable que el policarbonato Resistente a la intemperie	Desconchado/agrietamiento Fragilidad Escasa resistencia al calor, con una temperatura máxima de aproximadamente 80 °C.1]

Aplicaciones: Cubiertas protectoras, señalización, expositores

HDPE (polietileno de alta densidad)

El plástico HDPE es fácil de mecanizar y ofrece buena resistencia química y a la humedad. Sin embargo, no se recomienda para tolerancias estrictas debido a su relativa blandura. En cambio, es más adecuado para aplicaciones de uso intensivo.

Ventajas y desventajas del HDPE

Ventajas del HDPE	Desventajas del HDPE
Buena resistencia al impacto Bajo peso Resistente a productos químicos y al agua.	Suavidad de la superficie Estabilidad dimensional limitada

AplicacionesPiezas marinas, tanques, depósitos de productos químicos

Componentes de HDPE mecanizados con precisión, que incluyen casquillos, bridas, engranajes y racores roscados en color negro y crema.

HDPE mecanizado con precisión

PET (tereftalato de polietileno)

El PET es otro plástico fácil de mecanizar. Además, este material tiene baja absorción de humedad, buena resistencia química y buena estabilidad dimensional. Algunos tipos de PET pueden utilizarse en aplicaciones de contacto con alimentos si cumplen con los requisitos pertinentes de la FDA.

Ventajas y desventajas de las piezas de PET mecanizadas

Ventajas	Desventajas
Buena resistencia Baja absorción de humedad Algunos grados cumplen con la normativa de la FDA.	Resistencia al calor moderada Puede someterse a un blanqueamiento por estrés.

Aplicaciones: dispositivos médicos, equipos para el procesamiento de alimentos

Polipropileno (PP):

Con una densidad de 0.89–0.92 g/cm³ y un peso ligero, el PP presenta buena resistencia al desgaste, a los impactos y a los productos químicos. Gracias a su relativamente buena resistencia al calor y a sus propiedades de aislamiento eléctrico, el PP puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones industriales generales.

Ventajas y desventajas de las piezas mecanizadas de PP

Ventajas	Desventajas
Ligeros. Resistencia al impacto Resistencia a la fatiga Excelente resistencia química	Mala capacidad de retención de tolerancia Acumulación de residuos y deformaciones durante el mecanizado Baja rigidez

Aplicaciones: Bisagras vivas, tanques químicos, dispositivos de laboratorio

Plástico fenólico

El plástico fenólico, a menudo asociado con la baquelita, es un material duro y quebradizo. Este plástico termoestable tiende a generar virutas cortas y fragmentadas acompañadas de polvo fino durante el mecanizado. Cabe destacar que el comportamiento de astillado puede variar según el grado de fenol, las condiciones de mecanizado y la estructura del laminado. La estabilidad térmica y el aislamiento eléctrico del fenólico son excelentes. Como era de esperar, el mecanizado del fenólico desgasta rápidamente las herramientas de corte.

Dos bloques mecanizados de resina fenólica con patrones de orificios ranurados y perforados, que muestran una textura de grano laminado.

Partes fenólicas

Ventajas y desventajas de las piezas mecanizadas fenólicas

Ventajas	Desventajas
Estabilidad dimensional incluso bajo calor Aislamiento eléctrico superior Buena resistencia al desgaste	Abrasivo: mayor desgaste de la herramienta. Frágil

Aplicaciones: Mecanizado fenólico Es ideal para aislar espaciadores, levas, engranajes, bujes y arandelas.

PVC de plástico

Las piezas de plástico PVC mecanizadas ofrecen durabilidad y resistencia química. Cuando se fabrican con pericia, estas piezas son valiosas en diversos sectores, como la fontanería y los sistemas de manipulación de productos químicos.

Ventajas y desventajas de las piezas mecanizadas de PVC

Ventajas	Desventajas
Resistente a la corrosión y a los productos químicos. autoextinguible Fácil de mecanizar	Frágil Mala resistencia al calor Capacidad de carga limitada

AplicacionesAccesorios de fontanería, válvulas

Vespel® (poliimida de DuPont)

Aunque es difícil de mecanizar, Vespel® produce piezas con tolerancias ajustadas, tolerancia a la temperatura y durabilidad. Este grado de poliimida sin carga tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de aproximadamente 249 °C.2Esto convierte a este plástico en uno de los mejores para el mecanizado en aplicaciones críticas.

Componentes mecanizados de poliimida Vespel, que incluyen casquillos roscados, manguitos estriados, racores con brida y una junta de estanqueidad en tonos ámbar y gris.

Piezas mecanizadas de Vespel

Pros y contras de Mecanizado de Vespel partes

Ventajas	Desventajas
Alta resistencia a la fricción y al desgaste. Estabilidad térmica superior Buena resistencia química Características de mecanizado isotrópico Fuerte estabilidad dimensional	Producción de materiales complejos: sinterización a alta presión La maquinabilidad depende del grado

AplicacionesEquipos de defensa y aeroespaciales

Poliestireno (PS)

El material PS posee una excelente claridad óptica y es rígido. Su rigidez puede mejorarse mediante el uso de caucho: poliestireno de alto impacto (HIPS). Este termoplástico económico combina estas propiedades con una buena estabilidad dimensional y está disponible en diferentes formas para su almacenamiento.

Ventajas e inconvenientes de las piezas mecanizadas de poliestireno

Ventajas	Desventajas
Buena estabilidad dimensional Buena maquinabilidad rigidez natural Bajo costo	Frágil Mala resistencia al calor Resistencia química y al desgaste limitada

Aplicaciones: Material de poliestireno Rara vez se utiliza en el mecanizado CNC; es ideal para el moldeo por inyección.

Al considerar cuál de los plásticos de la lista es el mejor para el mecanizado, recuerde que el poliestireno (PS) se incluye a modo de referencia. Los equipos de compras que no tienen experiencia con plásticos pueden especificarlo por su amplia disponibilidad, sin saber que su bajo rendimiento térmico y su alta fragilidad plantean serios problemas en el mecanizado.

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Tabla de selección resumida del mejor plástico para mecanizado

A continuación se muestra una tabla de selección de materiales con los requisitos de ingeniería clave.

Plástico	Estabilidad dimensional	resistencia al desgaste	Resistencia química	maquinabilidad	Resistencia termica	Coste relativo
Acetal (POM/Delrin)	Alto	Alto	Alto	Excelente	Moderado	Bajo
Nylon (PA)	Moderado	Alto	Bueno contra combustibles y aceites; malo contra ácidos.	Bueno	Moderado: se requiere refrigeración para evitar la formación de grumos.	Bajo a moderado
ABS	Bajo	Moderado	Poca resistencia a la intemperie	Excelente	Bajo	Bajo
Policarbonato (PC)	Moderado	Bueno	Pobre	Moderado	Moderado: gomosidad, derretimiento	Moderado a alto
Acrílico (PMMA)	Moderado	Bajo	Resistente a la intemperie	Moderado	Avances lentos y herramientas afiladas	Moderado
HDPE	Bajo	Bueno	Bueno	Bien, las tolerancias no son muy ajustadas.	Bajo a moderado	Bajo
PET	Bueno	Bueno	Bueno	Bueno		Moderado
Polipropileno (PP):	Bajo	Alto	Excelente	Moderado: deformación y adherencia		Bajo
fenólica	Alto	Bueno	Resistente a aceites y disolventes.	Pobre		Moderado
PVC	Moderado	Moderado	Bueno	Bueno		Bajo
Vespel®	Alto	Alto	Eficaz contra la mayoría de los combustibles y disolventes.	De dificultad baja a moderada a difícil, según el grado.		Alto
Poliestireno (PS)	Bueno	Bajo	Pobre	Bueno, pero no se mecaniza con regularidad.	Bajo	Bajo

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Procesos de mecanizado para plásticos

Al considerar qué plásticos de los resaltados se adaptan mejor a su proyecto de mecanizado, tenga en cuenta los procesos de mecanizado comunes: torneado, mandrinado, taladrado, fresado, roscado y escariado.

Torneado y mandrinado de plástico

Estas operaciones, que se realizan mediante torno, trabajan con diámetros internos y producen componentes cilíndricos. El torneado utiliza una herramienta fija de un solo punto sobre una pieza de trabajo giratoria para producir casquillos y ejes. El mandrinado agranda con precisión los agujeros existentes. Para que un plástico resista estas operaciones, debe tener una alta estabilidad dimensional, ya que las fuerzas de corte pueden ser excesivas. El acetal y el PTFE son algunos de los plásticos con mejor estabilidad dimensional. El método de evacuación de virutas debe ser lo suficientemente rápido y eficaz para evitar que se derritan. También se debe tener en cuenta la tolerancia al calor del plástico al ajustar la velocidad del husillo.

Perforación de plástico

La perforación de plástico produce agujeros circulares rectos en el material. El calor generado por la fricción en los plásticos puede derretir y deformar los bordes de los agujeros en ABS, PS y otros plásticos si la velocidad no se controla adecuadamente. La mejor práctica es utilizar la taladración intermitente, una técnica que mejora la evacuación de las virutas y la disipación del calor. La perforación continua no supone un problema para el PET y otros plásticos con puntos de fusión más elevados.

Fresado de plástico

El fresado es un proceso que utiliza una fresa giratoria multipunto para crear cavidades, geometrías 3D y superficies planas en el plástico. Es un proceso muy versátil, aplicable tanto a plásticos duros como blandos. La estrategia de fresado empleada depende del tipo de plástico. Por ejemplo, los plásticos gomosos como el HDPE requieren herramientas afiladas y velocidades de corte más rápidas para evitar que el material se adhiera y para mejorar el acabado superficial.

Cinta adhesiva de plástico

El roscado consiste en la creación de roscas internas en un orificio previamente perforado. Es una técnica común para plásticos dimensionalmente estables, como el acetal y el fenólico. Dado que los plásticos más blandos tienden a deformarse y desgastarse, se utilizan insertos metálicos en su lugar.

Inserto metálico roscado incrustado en una tapa de tubo de plástico negro acanalado.

Inserto metálico roscado en plástico

Escariado de plástico

El escariado ayuda a lograr el diámetro final preciso de un orificio perforado, ya que lo agranda y lo alisa. Es un requisito en la fabricación de casquillos y asientos de cojinetes, especialmente en piezas de acetal donde es fundamental que los diámetros de los orificios sean predecibles en los ensamblajes.

Cada uno de estos procesos conlleva requisitos mecánicos y térmicos específicos. Cada tipo de plástico debe combinarse con un proceso de mecanizado adecuado para garantizar un rendimiento óptimo de las piezas mecanizadas.

Al preparar el plan de mecanizado, asegúrese de que las propiedades del plástico coincidan con los parámetros del proceso. Por ejemplo, la sensibilidad al calor del material debe determinar la velocidad de avance, la velocidad de corte y la velocidad de enfriamiento.

Conclusión

Los mejores plásticos para mecanizado ofrecen la maquinabilidad, la estabilidad térmica, las propiedades mecánicas y otras características adecuadas, según las necesidades específicas de cada aplicación. Desde la precisión impecable del acetal para tolerancias estrictas hasta la resistencia al impacto inigualable del policarbonato, cada plástico presenta una idoneidad única para aplicaciones industriales. Para los responsables de compras que buscan socios de fabricación fiables y para los ingenieros que agilizan las especificaciones de los materiales plásticos, existen matices que solo una empresa experimentada en el procesamiento de plásticos puede comprender.

Su pieza de plástico debe ser mecanizada correctamente a la primera. Para una transición impecable del diseño a la producción de piezas de plástico mecanizadas por CNC, comparta sus planos con el equipo de ingeniería de Boda. También puede revisar nuestro servicio de maquinado de plastico Para obtener más detalles sobre el mecanizado de precisión para diferentes tipos de plásticos.

Preguntas Frecuentes

¿Cuál es el mejor plástico para el mecanizado?

El plástico más adecuado para el mecanizado depende de los requisitos de la aplicación en cuanto a resistencia a la tracción, resistencia al calor, resistencia química y resistencia al impacto, entre otras. Cada plástico ofrece propiedades distintas; no existe un plástico que sirva para todas las aplicaciones.

Recursos

[ 1 ]https://ideambox.com/assets/downloads/engineering-materials-datasheet.pdf

[ 2 ]https://www.materialdatacenter.com/ms/en/tradenames/Vespel/DuPont/VESPEL%C2%AE+TP-8311/7e482917/835