Muchas industrias requieren piezas de plástico transparentes, como luces automotrices, guías de luz, etc.. El policarbonato y el acrílico son materiales populares para fabricar piezas ópticas y transparentes. Sin embargo, elegir entre policarbonato y acrílico para su proyecto CNC puede resultar complicado porque los dos materiales tienen propiedades similares. Por lo tanto, comprender las propiedades únicas de estos materiales es fundamental para el resultado final de su proyecto CNC. En este artículo, cubriremos lo que necesita saber sobre el mecanizado CNC de acrílico y policarbonato para que pueda elegir el mejor material para su proyecto CNC.
El acrílico, también conocido como plexiglás o polimetilmetacrilato (PMMA), y el policarbonato son termoplásticos transparentes y livianos que se mecanizan mediante CNC para crear piezas transparentes. El acrílico es conocido por su resistencia y claridad, lo que lo convierte en una excelente alternativa al vidrio estándar, mientras que el policarbonato es muy resistente y resistente a los impactos, lo que lo convierte en un material ideal para aplicaciones que requieren transparencia y mayor durabilidad, como elegir el vidrio de seguridad.
Si bien el acrílico (PMMA) y el policarbonato son similares en muchos aspectos, existen algunas diferencias importantes entre estos dos materiales comunes que pueden hacer que un material sea mejor que el otro para una aplicación particular, o afectar el proceso de mecanizado CNC, afectando así el tiempo y el costo de entrega. .
Mecanizado CNC de acrílico y policarbonato: lo que necesita saber
Acrílico mecanizado CNC, Por lo general, es mejor elegir acrílico fundido que acrílico extruido, porque es más probable que este último se agriete o se astille durante el mecanizado. Esto significa que a veces es necesario elegir cuidadosamente las estrategias de trayectoria para evitar la fragmentación de las piezas. Además, dado que los acrílicos no son muy resistentes al calor, se deben utilizar herramientas de corte afiladas para lograr un acabado superficial liso. El bajo punto de fusión del acrílico significa que también es necesario utilizar velocidades de avance de corte más bajas que otros plásticos durante el mecanizado, ya que velocidades de avance más altas crean más fricción y calor y pueden dañar la pieza. Si es necesario, el acrílico se puede guardar en el refrigerador antes de procesarlo para garantizar que se mantenga lo más fresco posible.
Mecanizado CNC de Policarbonato.El policarbonato es duro y resistente a los impactos, lo que lo hace más adecuado para el mecanizado, especialmente el fresado CNC. Sin embargo, el filo de la herramienta de corte sigue siendo importante cuando se mecaniza policarbonato con CNC, ya que la lámina de policarbonato puede derretirse si se genera demasiado calor durante el mecanizado con CNC. Dado que el policarbonato es menos frágil que el acrílico, tiende a ser más fácil de mecanizar con CNC y permite estrategias de trayectoria de herramienta más estándar. Además, debido al rango de temperatura de funcionamiento más alto, se pueden utilizar estrategias más agresivas que tienen menos probabilidades de causar problemas, lo que potencialmente ahorra tiempo y dinero.
Aplicaciones de acrílico y policarbonato
Tanto el acrílico como el policarbonato son livianos, procesables y tienen propiedades únicas que los hacen adecuados para una variedad de aplicaciones en todas las industrias.
Acrílico es un material popular en las industrias automotriz, de la construcción y aeroespacial y se usa comúnmente en artículos como cajas de secado, lentes, protectores contra radiación y desecadores. Además, su claridad, solidez y alta resistencia al impacto lo convierten en un excelente reemplazo del vidrio, y puede encontrarlo comúnmente utilizado en invernaderos, acuarios, terrarios, barreras de seguridad y más.
policarbonato, Al igual que el acrílico, es popular en las industrias automotriz, aeroespacial y de la construcción, pero su resistencia al calor y su fuerte estabilidad dimensional lo hacen muy popular en la industria médica, donde las piezas de policarbonato CNC pueden resistir una esterilización limitada en autoclave y radiación. Entre sus aplicaciones más comunes, el policarbonato se usa comúnmente en exhibidores minoristas en puntos de compra, protectores faciales, construcción, colectores transparentes, ventanas a prueba de balas y más.
Ventajas y desventajas de utilizar acrílico CNC para fabricar piezas.
El acrílico tiene una variedad de propiedades positivas, que incluyen:
Claridad: El acrílico permite el paso de hasta el 92% de la luz, lo que lo hace más transparente que algunos grados de vidrio y la mayoría de los otros termoplásticos. También se puede teñir sin sacrificar la transparencia, aunque también se pueden fabricar piezas acrílicas más opacas. Además, cuando se formula con estabilizadores UV, tiene mejor resistencia a la radiación UV y funciona en el rango de temperatura de 40-80°C.
Fuerza: El acrílico es más fuerte y resistente a los impactos que el vidrio. La mayoría de los grados de acrílico son de cuatro a ocho veces más resistentes que el vidrio.
Protección Ambiental: El acrílico es naturalmente resistente a los rayones, la intemperie y la radiación UV, lo que lo hace ideal para aplicaciones en exteriores.
Resistencia química: El acrílico es resistente a muchos productos químicos, incluidos álcalis, detergentes, limpiadores y ácidos minerales diluidos.
Higroscopicidad: El acrílico tiene una baja absorción de humedad, lo que le permite conservar su tamaño cuando se usa en exteriores.
Compatibilidad con recubrimientos: Las piezas acrílicas se pueden recubrir con capas antiestáticas, duras o antideslumbrantes para mejorar la calidad de su superficie, prolongar su vida útil y garantizar que cumplan con requisitos específicos.
Accesibles: A pesar de su resistencia, durabilidad y claridad, el acrílico es relativamente económico de fabricar y procesar. En comparación, el policarbonato es entre un 35 y un 40 % más caro.
Color: El acrílico está disponible en una variedad de colores.
Desventajas del acrílico.
El mecanizado CNC de acrílico no está exento de inconvenientes. Como se mencionó, el acrílico es más propenso a agrietarse y astillarse que el policarbonato, y es un poco más difícil de procesar, ya que pierde integridad estructural y comienza a derretirse a temperaturas superiores a 160°C. Al diseñar piezas acrílicas para el mecanizado CNC, es necesario tener en cuenta el punto de fusión relativamente bajo, ya que hace que el material se deforme más fácilmente durante la fabricación. Para evitar el riesgo de derretirse y lograr un acabado superficial de alta calidad, es fundamental utilizar la velocidad de avance y la profundidad de pasada adecuadas. Además, para reducir la vibración y lograr cortes de alta calidad, las piezas acrílicas deben mecanizarse con cortadores que tengan longitudes de flauta cortas y profundidades de corte que sean aproximadamente la mitad del diámetro de la broca.
El uso previsto de su producto también determinará si el acrílico es la mejor opción para su proyecto CNC. Por ejemplo, la muy alta biocompatibilidad del acrílico lo convierte en una buena opción para implantes óseos, dentaduras postizas u otras aplicaciones de contacto con la piel; Asimismo, su resistencia a la intemperie, radiación UV y rayones lo hace ideal para aplicaciones en exteriores. Por otro lado, el acrílico puede no ser la mejor opción para recipientes de alimentos que están expuestos a altas temperaturas, como lavavajillas u hornos de microondas, porque las piezas acrílicas solo conservan sus dimensiones hasta los 149°F (65°C), donde en un momento En ese momento empiezan a ablandarse.
Ventajas y desventajas de la fabricación de piezas de policarbonato CNC
Las ventajas de utilizar policarbonato incluyen:
Claridad: El policarbonato es un termoplástico naturalmente transparente con un 88 % de transmisión de luz y puede transmitir la luz con tanta eficacia como el vidrio, lo que lo hace ideal para lentes, iluminación y vidrio a prueba de balas. Al igual que el acrílico, el policarbonato se puede colorear sin sacrificar la claridad.
Variedad: Hay varias formulaciones de policarbonato en el mercado, incluidas variantes rellenas de vidrio y que cumplen con la FDA, por lo que podrá encontrar una que satisfaga las necesidades de su proyecto CNC.
Fuerza y resistencia al impacto: El policarbonato tiene aproximadamente 200 veces la resistencia a la tracción del vidrio y es altamente resistente a los impactos. Como tal, se utiliza a menudo en cristales antibalas y equipos de protección.
Contracción y estabilidad dimensional: El policarbonato conserva sus dimensiones en la mayoría de las condiciones y tiene una baja contracción del 0.6 al 0.9%.
Protección Ambiental: El policarbonato es naturalmente resistente a la radiación UV y puede soportar diferentes niveles de humedad y temperaturas fluctuantes, lo que lo convierte en un material excelente para aplicaciones y gafas en exteriores.
Resistencia química: El policarbonato es resistente a una amplia variedad de productos químicos, incluidos ácidos diluidos, aceites, ceras, hidrocarburos alifáticos, alcoholes y grasas.
Higroscopicidad: El policarbonato es ligeramente menos higroscópico que el acrílico.
Compatibilidad con recubrimientos: Al igual que el acrílico, los componentes de policarbonato se pueden recubrir con revestimientos antiestáticos, duros y antideslumbrantes. El policarbonato también es compatible con los rayos UV y antivaho.
Alta maquinabilidad: Dado que el policarbonato es muy duradero y resistente al calor, es más fácil de mecanizar que los acrílicos.
Si bien el policarbonato ofrece muchas ventajas, también existen algunas desventajas al usar policarbonato en proyectos de mecanizado CNC, incluido el alto costo y la tendencia a abollarse. Dado que el policarbonato se raya fácilmente, es más probable que se requiera un acabado, lo que se complica aún más por el hecho de que sólo ciertos procesos de acabado, como el pulido con vapor y el recubrimiento, son adecuados para las piezas de policarbonato. Además, la PC tiene una resistencia promedio a la intemperie, pero no a los rayos UV.
Además, vale la pena señalar que las piezas de policarbonato también son propensas a sufrir abolladuras o huecos en las secciones más gruesas. Para evitar esto, es mejor dividir los componentes más gruesos en partes más pequeñas y delgadas que se puedan ensamblar más adelante.
Opciones de acabado acrílico y policarbonato.
Hay una variedad de opciones de acabado disponibles para acrílico y policarbonato, algunas de las cuales pueden ayudar a preparar piezas para aplicaciones finales en apariencia y estética, e incluso mejorar la claridad:
Tratamiento de superficie post-mecanizado: El tratamiento superficial estándar y más económico, “postmecanizado” o “postfresado”, significa que no se requiere posprocesamiento adicional de la pieza. Las piezas mecanizadas tienen un acabado dimensional ajustado y pueden representar una opción de fabricación más rápida y asequible. En algunos casos, las piezas mecanizadas pueden tener marcas de herramientas, imperfecciones o rayones en la superficie pequeños pero visibles.
Granallado: El granallado es un método económico de preparación de superficies que crea una apariencia uniforme, tiende a dejar un acabado opaco o satinado y es eficaz para eliminar marcas de herramientas e imperfecciones de la superficie.
Pulido con vapor: Esta opción de acabado utiliza vapor de solvente para transformar superficies mate u opacas en superficies lisas, de alto brillo u ópticamente transparentes. El pulido con vapor se utiliza a menudo en piezas donde las superficies rugosas son inaceptables o donde la claridad es crítica.
La superficie mecanizada de las piezas de acrílico y policarbonato suele ser translúcida si se tiene suficiente cuidado durante el corte, pero puede volverse casi opaca si el material se funde. Si se produce fusión, la opacidad de la superficie se puede abordar con opciones de posprocesamiento, como el pulido con vapor. Sin embargo, vale la pena señalar que la superficie mecanizada por CNC de las piezas de acrílico y policarbonato no será ópticamente clara, aunque es posible lograr claridad óptica si se utilizan herramientas de diamante, pero esto debe solicitarse específicamente durante el proceso de cotización porque afecta claridad óptica. Costos significativamente aumentados.
Maquinabilidad CNC de acrílico y policarbonato
Se debe tener especial cuidado con el diseño de acrílicos mecanizados con CNC debido al mayor potencial de agrietamiento por tensión. Teniendo esto en cuenta, se recomiendan herramientas de corte afiladas para evitar derretir el acrílico o provocar grietas; Aunque las cuchillas de carburo son mucho menos costosas, las cuchillas de diamante producen el mejor acabado superficial. También es necesario utilizar una velocidad de avance relativamente rápida para evitar que el acrílico se derrita, pero tenga en cuenta que una velocidad de avance demasiado rápida puede provocar una presión de corte extremadamente alta y roturas.
Si bien el policarbonato es generalmente mejor para el mecanizado CNC debido a su rigidez, dureza, durabilidad y mayor punto de fusión, la desventaja es que el policarbonato no es tan transparente como el acrílico. Sin embargo, si necesita crear piezas para fines especiales, como equipos de protección, cajas de fusibles o componentes grandes y resistentes, es posible que la transparencia no sea un problema. Por otro lado, si está diseñando un producto donde la transparencia es una prioridad absoluta, el mecanizado CNC del acrílico puede valer la pena.
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Elegir el material adecuado para su proyecto de fabricación puede marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso. Si bien hemos explorado los pros y los contras del acrílico y el policarbonato, vale la pena recordar que no son sus únicas opciones. Muchos materiales de mecanizado CNC pueden ser compatibles con el diseño de su pieza y la aplicación prevista, y seleccionar el material correcto puede ser un proceso complejo.
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Conclusión
En comparación con el acrílico, el policarbonato mecanizado por CNC ofrece propiedades únicas necesarias para diferentes aplicaciones, lo que convierte a estos materiales en un reemplazo ideal para el vidrio. Este artículo compara las diferencias en las propiedades de los materiales, las aplicaciones, las opciones de procesamiento y tratamiento de superficies. Sin embargo, determinar el material perfecto para su producto dependerá de sus necesidades.