Directrices de mecanizado de plásticos técnicos
Productos semielaborados
Mecanizado de plásticosDiferencias entre el plástico y el metal
¿Cómo afecta el proceso de extrusión en el mecanizado?
Herramientas y maquinaria para el mecanizado de productos plásticos
Mecanizado por arranque de virutaAserrado
Torneado
Fresado
Taladros
Tallado de rosca
Cepillado / Regruesado
Rectificado
Calidad de acabado superficial, postmecanizado y desbarbado
Recomendaciones para el mecanizado por arranque de viruta
Entrevista: Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH
Refrigerantes y lubricantes refrigerantes
RecocidoModificación morfológica y post-contracción
Estabilidad dimensional
Gama de productos y características del materialTECAFORM AH / AD, TECAPET, TECAPEEK
TECAST T, TECAMID 6, TECAMID 66
TECANAT, TECASON, TECAPEI
Materiales TECA con contenido de PTFE
TECASINT
Materiales TECA reforzados con fibra de vidrio
Particularidades del TECATEC
Defectos del mecanizadoTronzado y aserrado
Torneado y fresado
Taladro
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Índice
PI
PAI
PES, PPSUPEI, PSU
PPP, PC-HT
PCPA 6-3-T
PPE mod.
PMMA
PS, ABS, SAN
PEKEKKPEEK, PEKLCP, PPSPTFE, PFAETFE, PCTFEPVDF
PA 46PET, PBT PA 66PA 6, PA 11, PA 12POM
PMP
PP
PE
Designación del polímero
Nombre Ensinger
Nombre del polímero
PI TECASINT Poliimida
PEEK TECAPEEK Polieteretercetona
PPS TECATRON Sulfuro de polifenileno
PPSU TECASON P Polifenilsulfona
PES TECASON E Polietersulfona
PEI TECAPEI Polieterimida
PSU TECASON S Polisulfona
PTFE TECAFLON PTFE Politetrafluoroetileno
PVDF TECAFLON PVDF Fluoruro de polivinilideno
PA 6 C TECAST T Poliamida 6 de colada
PA 66 TECAMID 66 Poliamida 66
PA 6 TECAMID 6 Poliamida 6
PC TECANAT Policarbonato (transparente)
PBT TECADUR PBT Tereftalato de polibutileno
PET TECAPET Tereftalato de polietileno
PPE TECANYL Polifeniléter
POM-C TECAFORM AH Copolímero de polioximetileno
POM-H TECAFORM AD Homopolímero de polioximetileno
PMP TECAFINE PMP Polimetilpenteno (transparente)
Clasificación de los plásticos
150 °C
300 °C
100 °C
Amorfos
Semicristalinos
Plásticos para altas temperaturas
Plásticos de ingeniería
Plásticos estándar
Temperatura de servicio continuo
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Gracias al mecanizado por arranque de viruta se pueden fa-bricar piezas de plástico funcionales, dimensionalmente estables y de larga vida útil. El término general "Mecaniza-do de plásticos" sugiere que todos los plásticos pueden me-canizarse con los mismos parámetros y herramientas. Sin embargo, al igual que los metales, en los plásticos se dife-rencian distintos grupos de materiales según sus propieda-des durante el proceso de mecanizado.
Las propiedades específicas de cada plástico influyen de
manera determinante en su mecanizabilidad. Los plásticos
se subdividen en los siguientes grupos:
ˌ Termoplásticos amorfos
P. ej., TECASON, TECAPEI, TECANAT
ˌ Termoplásticos semicristalinos
P. ej., TECAFORM, TECAPET, TECAPEEK
ˌ Termoplásticos reforzados con fibra de vidrio
P. ej., TECAPEEK PVX, TECAMID 6 GF30,
TECAMID 66 CF20, TECADUR PBT GF30
ˌ Termoplásticos reforzados con tejidos
P. ej., TECATEC PEEK CW50
ˌ Termoplásticos modificados con PTFE
P. ej., TECAPET TF, TECAPEEK TF10 azul
Mecanizado de plásticos
5
Comparado con los metales, los plásticos presentan nume-
rosas ventajas aunque también algunas limitaciones. Por
norma, se recomienda utilizar plástico en aquellas aplica-
ciones en las cuales se exige una relación favorable entre
peso y resistencia mecánica.
El plástico es una muy buena solución cuando se exigen
entre dos o tres de las características mencionadas a conti-
nuación. En algunas ocasiones quizás se deba realizarse un
rediseño de la pieza para poder aprovechar las ventajas de
los plásticos a la hora de emplearlos como sustitutos de
otros materiales.
p Ventajas frente al metal ˌ Baja densidad
ˌ Buena absorción de ruidos y vibraciones
ˌ Aislamiento eléctrico o conductividad configurable
ˌ Buena resistencia química
ˌ Alta libertad de diseño
ˌ Permeabilidad a las ondas electromagnéticas
ˌ Excelente resistencia a la corrosión
ˌ Aislamiento térmico
ˌ Pueden realizarse modificaciones específicas
en la composición química para cada aplicación
q Limitaciones en comparación con el metal ˌ Menor estabilidad térmica
ˌ Mayor dilatación térmica
ˌ Propiedades mecánicas inferiores
ˌ Menor vida útil
Las ventajas y desventajas de los plásticos frente a los meta-
les arriba mencionadas deben tenerse en cuenta especial-
mente durante el mecanizado.
s Importante ˌ Buen aislamiento térmico
ˌ Baja conductividad térmica: El calor no se evacua
de la misma manera que en los metales, se disipa
más lentamente y queda retenido en el material
ˌ Mayor dilatación térmica que los metales
ˌ Tener una buena fijación y apoyo del plástico
durante el mecanizado
s Posibles consecuencias si no se presta atención ˌ La aportación de una cantidad excesiva de calor a la
pieza puede llevar a una liberación muy rápida de las
tensiones y, consecuentemente, provocar un alabeo o
rotura
ˌ Una aportación térmica excesiva provoca la dilatación
del plástico. Esto puede hacer que en determinadas
circunstancias, no se pueda respetar las tolerancias
exigidas en la pieza mecanizada
ˌ Una fijación inadecuada de la pieza puede provocar
deformaciones e incluso grietas durante el mecanizado
u Recomendaciones ˌ Asegurar una buena evacuación del calor, intentando
siempre que sea a través de la viruta
ˌ Asegurar una buena fijación del material
Para cada termoplástico deben determinarse las herra-
mientas y parámetros óptimos para el mecanizado por
arranque de viruta. Sólo de este modo se podrá lograr unas
piezas perfectas. En las páginas a continuación encontrará
información detallada para el mecanizado de los diferentes
tipos de plástico.
Diferencias entre el plástico y el metal
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Los procesos de fabricación, en especial la extrusión de pro-
ductos semielaborados, tienen un fuerte impacto en las
propiedades y mecanizabilidad del material.
Tanto el PTFE como las poliimidas se fabrican mediante el
moldeo por compresión y el sinterizado. Los demás termo-
plásticos semielaborados se fabrican mediante la extrusión.
En este proceso de conformado, el material se funde y es
comprimido a través de un tornillo sin fin y homogeneiza-
do. Mediante una presión ascendente – y con la ayuda de un
herramienta adecuada – el semielaborado va tomando su
forma: plancha, barra o barra perforadas.
Influencias de la extrusión ˌ Creación de tensiones internas
ˌ Las fibras del material se orientan fuertemente en la
dirección de la extrusión
Ensinger ofrece una amplia cartera de productos semiela-
borados de plásticos estándar, plásticos de ingeniería y de
plásticos para altas temperaturas.
Tensiones internasLa presión resultante en la extrusión produce un flujo de la
masa de plástico fundido y crea en el material un estado de
tensión a cizalladura. El material semielaborado ya fabrica-
do va enfriándose lentamente desde las capas exteriores
hasta el centro. La baja conductividad térmica de los plásti-
cos provoca diferentes velocidades de enfriamiento por lo
que, mientras la capa exterior se ha solidificado, la parte
central del material todavía sigue estando en estado ‘líqui-
do’. Los plásticos al pasar de un estado líquido a un estado
sólido suelen sufrir una contracción de volumen. Durante
la fase de enfriamiento, las capas exteriores del material ya
rígidas dificultan esta contracción en la parte central.
Influencias del proceso de fabricación
ˌ Las tensiones internas (en el centro) debidas al proceso
tecnológico
ˌ Los productos semielaborados son difíciles de mecanizar:
hExiste un alto riesgo de desgarre y rotura del material
Posibles soluciones
ˌ Tratamiento térmico (recocido) específico para cada
material para minimizar tensiones (ˌ Pag. 19)
Para el proceso de mecanizado de productos semielabora-
dos plásticos se puede utilizar maquinaria típica para meca-
nizar madera y metal con herramientas de acero rápido
(HSS).
Las herramientas con un ángulo de corte típico para alumi-
nio son adecuadas. Pero en Ensinger recomendamos utili-
zar herramientas especiales para plástico con un ángulo
bien pronunciado.
Las herramientas de acero templado no se deberían utilizar
en plásticos reforzados con fibras debido a los cortos tiem-
pos de espera y al elevado tiempo de trabajo (problemas de
evacuación de calor). En estos casos, se recomienda las he-
rramientas de carburo de tungsteno, cerámica o con puntas
de diamante.
u Recomendaciones ˌ Utilizar herramientas específicas para plástico
ˌ Tener una geometría de corte adecuada
ˌ Herramientas muy afiladas
Creación de tensiones en la parte central
Enfriamiento más rápido en las capas exteriores
¿Cómo afecta el proceso de extrusión en el mecanizado?
Herramientas y maquinaria para el mecanizado de productos plásticos
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El mecanizado por arranque de viruta (definido según la DIN 8580) es la manera más rápida y económica de fabricar piezas muy precisas, sobre todo series pequeñas y medias. Se puede llegar a obtener tolerancias muy ajustadas siempre y cuando se empleen los parámetros adecuados.
Ensinger en sí tiene varias décadas de experiencia en el me-
canizado por arranque de viruta de plásticos técnicos. Este
know-how nos permite fabricar componentes con una alta
precisión con todo tipo de plástico. Nos complace poder
ayudarle con toda esta información sobre el procesado de
los productos plásticos semielaborados.
Mecanizado por arranque de viruta
8
φ
γ
γ
tα
αφ
α
γ
α
γ
χ
Sägen
Bohren
Fräsen
Drehen
β
Sierras circulares ˌ Son adecuadas fundamentalmente para corte a medida
de placas con cantos cortados rectos
ˌ Las sierras circulares pueden utilizarse, si se dispone
de un accionamiento adecuado, para cortes rectos de
placas con espesores de hasta 100 mm
ˌ Las hojas de sierra deben ser de metal duro
ˌ Emplear una velocidad de avance suficientemente
elevado y ajustes adecuados:
h Asegura una buena evacuación de la viruta
h Evita el bloqueo de la hoja de sierra
h Evita los sobrecalentamientos del plástico
h Asegura una buena calidad de las aristas de corte
u Recomendaciones ˌ Uso de un dispositivo de fijación adecuado:
hSe evita las vibraciones y los cantos cortados
con imperfecciones que éstas provocan,
además de una posible rotura
ˌ Cortar en caliente materiales de alta resistencia
y reforzados con fibra de vidrio (precalentamiento
a 80 – 120 °C)
ˌ Las hojas de sierra de carburo de wolframio son
resistentes al desgaste y ofrecen una calidad de
acabado superficial óptima
¿Cuáles son los mejores métodos para cortar plásticos a medida?Los plásticos se pueden cortar tanto con una sierra de cinta
como con una circular. La elección dependerá del formato
del producto semielaborado. Por regla general, el mayor pe-
ligro es la generación excesiva de calor que produce la he-
rramienta. Por este motivo, para cada formato y cada mate-
rial debe utilizarse una hoja de sierra adecuada.
Sierras de cinta ˌ Son especialmente idóneas para el corte a medida
de barras redondas y barras perforadas
ˌ Se recomienda utilizar cuñas de apoyo
ˌ Deben utilizarse hojas de sierra muy afiladas:
hBuena evacuación de la viruta
hEvita un rozamiento elevado entre la hoja y el
material y por lo tanto una generación excesiva
de calor
hEvita el bloqueo de la hoja de sierra
p Ventajas:
ˌ El calor que se genera durante el aserrado se evacua
satisfactoriamente a través de la larga hoja de la sierra
ˌ Las sierras de cinta pueden utilizarse de manera muy
versátil para cortes rectos, continuos o irregulares
ˌ Buena calidad de las aristas de corte
Aserrado
A destacar
En el aserrado de plásticos, asegurarse de utilizar unas hojas de sierra afiladas correctamente.
α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]t Paso entre dientes [mm]
9
Los plásticos pueden mecanizarse en tornos habituales. Sin
embargo, para obtener unos resultados óptimos deben uti-
lizarse herramientas especiales para plásticos.
Herramientas ˌ Utilizar herramientas con radios pequeños de corte
ˌ Cuchilla de filo amplio y fino
ˌ Geometría de cuchilla especial para el tronzado
ˌ Herramientas con forma semejante a una cuchilla
para materiales flexibles
ˌ Una geometría de la plaquita favorable para
la evacuación de la viruta
ˌ Perímetros rectificados y superficies pulidas
p Ventajas:
ˌ Superficie sin estrías
ˌ Reduce la acumulación de material sobre
la plaquita de corte
u Recomendaciones ˌ Seleccionar una velocidad de corte elevada
ˌ Seleccionar una profundidad de arranque
de viruta de al menos 0,5 mm
ˌ Utilizar aire comprimido con refrigerante
ˌ Fijar bien el material debido a la baja rigidez
de los plásticos:
hEstabilización de la pieza
h Evita la deformación de la pieza
p Ventajas:
ˌ Buena refrigeración del materials
ˌ Se elimina el flujo de viruta que se origina
en algunos plásticos
Los plásticos se pueden fresar en los centros de mecaniza-
do habituales. Se debe utilizar herramientas con un espacio
en la herramienta suficientemente grande para la evacua-
ción de la viruta con el fin de evitar una acumulación exce-
siva de calor.
Herramientas ˌ Idóneas para termoplásticos
hFresa de disco
hFresa de plana
hFresa cilíndrica
hFresa tangencial
hFresa perfilada
p Ventajas:
hAlto rendimiento en el corte
hAlta calidad en el acabado superficial y al mismo
tiempo una buena evacuación de la viruta
u Recomendaciones ˌ Velocidad de corte alta y de avance media
ˌ Asegurar una buena fijación del material:
hCon un movimiento de traslación rápido y una alta
velocidad de giro del husillo puede lograrse un buen
acabado superficial
ˌ Las piezas delgadas pueden sujetarse a la mesa de
fresado mediante un dispositivo de aspiración o con
cinta adhesiva por ambos lados
ˌ Para superficies planas, el fresado frontal resulta más
rentable que el fresado tangencial
ˌ En el fresado tangencial, las herramientas no deberían
tener más de dos labios, así se disminuyen las
vibraciones producidas por un mayor número de labios
y se facilita la salida de viruta
Cómo se puede conseguir una mejor calidad superficial mediante el fresado
ˌ Para el fresado de superficies, seleccionar un ángulo
de arranque de la viruta bajo
ˌ Para un mayor rendimiento en el corte y calidad de
acabado superficial óptimo se han de utilizar herra-
mientas de un solo
ˌ Es preferible el fresado en contra del avance frente
al fresado convencional
Torneado Fresado
Corte Plaquita
Una superficie pulida y afilada evita la acumulación de viruta
10
Para el taladrado de piezas de plástico debe elegirse un pro-
cedimiento apto para plásticos con el fin de evitar defectos.
En caso contrario existe peligro de desgarramiento, grietas,
sobrecalentamientos o desviaciones dimensionales de los
agujeros.
Durante el proceso de taladro del plástico es muy importan-
te tener en cuenta la baja conductividad térmica del mate-
rial. Esto puede causar que los plásticos (en especial los se-
micristalinos) puedan generar un exceso de calor durante
este tipo de operación de mecanizado, en especial en los
que la profundidad del agujero es mayor al doble que su
diámetro. Esto puede causar un manchado y deformación
en la parte interior del material provocando unas tensiones
internas a compresión (en especial en los agujeros situados
en el centro de las barras). Estas tensiones si son lo sufi-
cientemente altas pueden provocar el alabeo, distorsión o
incluso un agrietamiento y fractura de la pieza. Estos efec-
tos se pueden evitar con la selección del método adecuado
para procesar este tipo de material.
Herramientas ˌ En la mayoría de los casos bastan unas brocas
de acero rápido superior o de metal duro
comerciales bien afiladas
ˌ Utilizar brocas con margen reducido:
h Reducción del rozamiento y se reduce
la acumulación de calor
u Recomendaciones ˌ Uso de lubricantes refrigerantes
ˌ Extraer frecuentemente la broca:
h Extracción de la viruta
hRefrigeración adicional
ˌ Evitar la alimentación manual:
hSe asegura que la broca no se enganche
hSe evita la formación de grietas
u Recomendaciones para el taladro de agujeros de diámetro pequeño ( < 25 mm)
ˌ Se recomienda el uso de brocas de acero rápido (HSS)
ˌ Uso de una broca helicoidal con un ángulo de espiral
de 12 – 25°:
h Ranuras helicoidales muy lisas
hFavorece la evacuación de la viruta
ˌ Extracción frecuente de la broca:
h Mejor extracción de la viruta y evitación
de la acumulación de calor
ˌ En piezas de paredes finas se recomienda:
hVelocidad de corte elevada
h En este caso, elegir un ángulo de arranque neutro
(0 °), con lo cual se evita el enganche de la broca
dentro de la pieza y, por tanto, el desgarre del agujero
taladrado o bien que la broca tire de la pieza hacia
arriba
u Recomendaciones para el taladro de agujeros de diámetro grande ( > 25 mm)
ˌ Ejecutar un pretaladrado
ˌ No realizar pretaladrados de diámetro superior a 25 mm
ˌ A continuación, ejecutar el taladro final con una
cuchilla para torneado de interiores
ˌ Los agujeros en la sección perpendicular de las barras
deben de hacerse únicamente desde un lado:
hPara evitar tensiones internas no deseadas que
puedan llevar a cabo un fallo por agrietamiento del
material
ˌ En casos extremos, en materiales reforzados se reco-
mienda ejecutar el taladrado en una pieza precalentada
a aprox. 120 °C (tiempo de calentamiento aprox. 1 hora
por cada 10 mm de sección)
hEl taladro final, debido a la precisión dimensional, se
realiza después de enfriar por completo la pieza bruta
Taladros
Perfil de las tensiones con una broca desafilada
Perfil de las tensiones con una broca afilada
A destacar
En los taladros, asegurarse de utilizar brocas bien afiladas. Además no debe ejercerse una presión excesivamente elevada.
11
Fräshobeln HobelnFräshobeln Hobeln
En los plásticos técnicos, la mejor manera de tallar roscas
es mediante un peine de roscado en roscas exteriores o me-
diante fresado en roscas interiores.
Herramientas ˌ Uso de peines de roscar.
ˌ La formación de rebabas se puede evitar con peines
de dos dientes
ˌ Otros sistemas no son recomendables ya que en el
retroceso podría producirse otro corte
u Recomendaciones ˌ Para la perforación de las roscas normalmente se
debe prever la relación entre material y diámetro
(valor orientativo: 0,1 mm)
ˌ No seleccionar avances excesivamente elevados
para evitar un aplastamiento de la rosca
El cepillado y el regruesado son métodos de fabricación por
arranque de viruta con un filo geométricamente definido
para la producción de superficies planas, ranuras o perfiles.
Mientras en el cepillado se produce un arranque rectilíneo
de material a lo largo de la superficie mediante una cuchilla
de cepillado en el regruesado, el mecanizado de la superfi-
cie se realiza con un cabezal portacuchillas. Ambos méto-
dos son adecuados para producir superficies planas y/o
uniformes en productos semielaborados. La diferencia
principal entre ambos está en que se obtiene un acabado
superficial distinto (estructura superficial, brillo).
El cepillado y el regruesado en Ensinger ˌ Ensinger puede ofrecer productos semielaborados tanto
cepillados como regruesados a través del servicio de
corte a medida
ˌ El mecanizado de placas de > 600 mm puede realizarse
únicamente por el método de regruesado
ˌ Las placas de < 600 mm pueden mecanizarse por ambos
métodos
ˌ Las piezas pequeñas cortadas únicamente se cepillan
Tallado de rosca Cepillado / Regruesado
Superficie regruesada
Regruesado
Superficie fresada
Fresado
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Sägen Hobeln
Schleifen Formhobeln
En el rectificado, mediante la interacción de los movimien-
tos de corte y de la pieza, la alimentación de la herramienta
y del avance se produce un arranque de viruta continuo en
las superficies que se deseen mecanizar. El resultado del
rectificado se ve influenciado por:
ˌ Rectificadora
ˌ La herramienta utilizada
ˌ Los parámetros de trabajo
ˌ El material a mecanizar
ˌ La redondez / linealidad del producto semielaborado
Los parámetros de trabajo especialmente decisivos son:
ˌ Velocidad de corte
ˌ Velocidad de avance
ˌ Alimentación de la herramienta
ˌ Avance transversal
Gracias al ajuste óptimo de la máquina y a la elección de
parámetros adecuados para el material correspondiente
puede lograrse una buena calidad de acabado superficial
con una mínima rugosidad superficial, tolerancias de diá-
metro hasta h9, redondez y linealidad.
Rectificado en EnsingerPodemos ofrecer barras redondas calibradas a través de
nuestro servicio de corte a medida. Gracias a la alta calidad
de acabado superficial y a unas tolerancias ajustadas se
puede postmecanizar con muy buenos resultados.
Rectificado
13
Para lograr una buena calidad de acabado superficial deben
tenerse presentes las siguientes indicaciones:
Herramientas ˌ Deben utilizarse herramientas adecuadas para plástico
ˌ Las herramientas deben estar siempre afiladas y lisas
(filo de corte afilado). Unas cuchillas desafiladas pueden
provocar un fuerte sobrecalentamiento, lo cual puede
dar lugar a un alabeo y/o dilatación térmica de la pieza
ˌ Las herramientas deben presentar una separación
suficiente de tal manera que sólo entra un filo de corte
en el plástico
Máquina de mecanizado ˌ Pueden obtenerse unas superficies de alta calidad si la
máquina funciona con pocas vibraciones
Material ˌ Utilizar material que haya sido sometido a un recocido
(por regla general, los productos semielaborados de
Ensinger han sido sometidos a tal tratamiento térmico)
ˌ Tener en cuenta siempre las propiedades de los
plásticos (dilatación térmica lineal, baja resistencia
mecánica, mal conductividad del calor)
ˌ Debido a la poca rigidez del material, debe apoyarse
suficientemente la pieza y a ser posible en su totalidad
para evitar las desviaciones y deformaciones
Refrigeración ˌ Uso de lubricantes refrigerantes para aquellas
operaciones en las cuales se generen grandes
cantidades de calor (p. ej., taladrado)
ˌ Utilizar lubricantes refrigerantes adecuados
u Recomendaciones ˌ Las presiones ejercidas durante la fijación no deben
ser excesivamente altas ya que, de lo contrario, la pieza
puede sufrir deformaciones o se pueden dejar huellas
en élla tras el mecanizado
ˌ Elegir unos parámetros adecuados para la operación
de mecanizado (ˌ Pag. 15)
ˌ Emplear velocidades de avance media-alta durante el
mecanizado
ˌ Elegir velocidades de corte elevadas
ˌ Debe garantizarse una buena evacuación de la viruta
para así evitar una obturación de las herramientas y
no generar un sobrecalentamiento
ˌ Asegurarse de que el arranque de viruta sea uniforme
por todos los lados con el fin de evitar un alabeo de la
pieza
Calidad de acabado superficial, postmecanizado y desbarbado
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DesbarbadoTras el fresado, rectificado, taladro, torneado o grabado, ge-
neralmente permanece en las superficies de la pieza y en
las aristas una pequeña cantidad del material mecanizado.
Estas rebabas influyen negativamente en la calidad de aca-
bado superficial de la pieza. La formación de rebabas en los
materiales plásticos depende de diferentes parámetros.
Herramienta
ˌ Elección de una herramienta específica para el material
ˌ Estado de la herramienta:
h Las herramientas desafiladas provocan una mayor
generación de calor y la formación de una mayor
cantidad de rebaba
Material
ˌ El plástico es un mal conductor del calor:
h Incremento de la temperatura del material,
reducción de la rigidez y de la dureza
hFusión de la rebaba
ˌ Los plásticos “blandos” o más tenaces como el
PE, PTFE, PA, etc. tienden a formar más rebabas;
sin embargo, los más rígidos como el PEEK, PPS,
materiales reforzados con fibras no
Parámetros de mecanizado
ˌ Velocidad de avance
ˌ Velocidad de corte:
hUna velocidad de avance y corte elevadas
conducen a temperaturas más elevadas
hFormación de un mayor número de rebabas
ˌ Asegurar una refrigeración adecuada
Por los motivos mencionados es importante elegir para
cada material la herramienta adecuada y determinar los pa-
rámetros idóneos para obtener unas superficies y aristas
óptimas y sin rebabas.
Métodos habituales para el desbarbado en plásticos técnicos
Desbarbado manual
ˌ Método de desbarbado más usual
ˌ Flexible, pero requiere mucho trabajo
ˌ Simultáneamente se realiza la inspección
visual de la pieza mecanizada
Desbarbado por chorreado
Proyección de producto abrasivo a alta presión sobre la
superficie de la pieza mecanizada; los métodos de chorreado
más utilizados son el chorreado de arena, con bolas de
vidrio, con soda, con hielo seco o con cáscaras de nuez.
ˌ También es un método para el acabado superficial:
h Alisado
h Raspado
h Eliminación de impurezas
Desbarbado criogénico
Eliminación de rebabas a temperaturas en torno a -195 °C
mediante un chorreado o un agitador
ˌ Refrigerantes más usuales: oxígeno líquido, dióxido de
carbono líquido, hielo seco
ˌ Las temperaturas bajas provocan un endurecimiento y
fragilización del material
Desbarbado a la llama
Desbarbado mediante una llama
ˌ Peligro: La pieza puede resultar dañada por un exceso
de calor
Desbarbado por aire caliente
Fusión de las rebabas por influencia del calor
ˌ Método muy seguro y fácil de controlar
ˌ Se evitan daños o alabeos de la pieza cuando se
manipula del proceso adecuada para el material
Desbarbado por infrarrojos
El proceso es semejante al desbarbado por aire caliente, uti-
lizándose una fuente térmica de infrarrojos en lugar del
aire caliente
Trovalizado / Desbarbado por vibración
Tratamiento de las piezas junto con cuerpos abrasivos en
vibradores / rotadores
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TECAFINE PE, PP Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 10 0 – 5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5TECAFINE PMP Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 10 0 – 5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5TECARAN ABS Z1 – Z2 300 – 500 0,1 – 0,45 5 – 15 25 – 30 15 200 – 500 0,2 – 0,5TECANYL Z1 – Z2 300 0,15 – 0,5 5 – 10 6 – 8 45 – 60 300 0,1 – 0,5TECAFORM AD, AH Z1 – Z2 300 0,15 – 0,5 6 – 8 0 – 5 45 – 60 300 – 600 0,1 – 0,4TECAMID, TECARIM, TECAST Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 10 0 – 5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5TECADUR/TECAPET Z1 – Z2 300 0,15 – 0,5 5 – 10 0 – 5 45 – 60 300 – 400 0,2 – 0,4TECANAT Z1 – Z2 300 0,15 – 0,4 5 – 10 6 – 8 45 – 60 300 0,1 – 0,5TECAFLON PTFE, PVDF Z1 – Z2 150 – 500 0,1 – 0,45 5 – 10 5 – 8 10 150 – 500 0,1 – 0,3TECAPEI Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 10 0 45 – 60 350 – 400 0,1 – 0,3TECASON S, P, E Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 6 0 45 – 60 350 – 400 0,1 – 0,3TECATRON Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 6 0 – 5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5TECAPEEK Z1 – Z2 250 – 500 0,1 – 0,45 6 – 8 0 – 5 45 – 60 250 – 500 0,1 – 0,5TECATOR Z1 – Z2 60 – 100 0,05 – 0,35 6 – 8 0 – 5 7 – 10 100 – 120 0,05 – 0,08TECASINT Z1 – Z2 90 – 100 0,05 – 0,35 2 – 5 0 – 5 7 – 10 100 – 120 0,05 – 0,08
Z1 – Z2 80 – 450 0,05 – 0,4 6 – 8 2 – 8 45 – 60 150 – 200 0,1 – 0,5
TECAFINE PE, PP 20 – 30 2 – 5 500 3 – 8 Z2 25 90 50 – 150 0,1 – 0,3TECAFINE PMP 20 – 30 2 – 5 500 3 – 8 Z2 25 90 50 – 150 0,1 – 0,3TECARAN ABS 15 – 30 0 – 5 300 2 – 8 Z2 25 90 50 – 200 0,2 – 0,3TECANYL 15 – 30 5 – 8 300 3 – 8 Z2 25 90 50 – 100 0,2 – 0,3TECAFORM AD, AH 20 – 30 0 – 5 500 – 800 2 – 5 Z2 25 90 50 – 150 0,1 – 0,3TECAMID, TECARIM, TECAST 20 – 30 2 – 5 500 3 – 8 Z2 25 90 50 – 150 0,1 – 0,3TECADUR/TECAPET 15 – 30 5 – 8 300 3 – 8 Z2 25 90 50 – 100 0,2 – 0,3TECANAT 15 – 30 5 – 8 300 3 – 8 Z2 25 90 50 – 100 0,2 – 0,3TECAFLON PTFE, PVDF 20 – 30 5 – 8 300 2 – 5 Z2 25 90 150 – 200 0,1 – 0,3TECAPEI 15 – 30 0 – 4 500 2 – 5 Z2 25 90 20 – 80 0,1 – 0,3TECASON S, P, E 15 – 30 0 – 4 500 2 – 5 Z2 25 90 20 – 80 0,1 – 0,3TECATRON 15 – 30 0 – 5 500 – 800 3 – 5 Z2 25 90 50 – 200 0,1 – 0,3TECAPEEK 15 – 30 0 – 5 500 – 800 3 – 5 Z2 25 90 50 – 200 0,1 – 0,3TECATOR 15 – 30 0 – 3 800 – 900 10 – 14 Z2 25 90 80 – 100 0,02 – 0,1TECASINT 5 – 10 0 – 3 800 – 900 3 – 4 Z2 25 120 80 – 100 0,02 – 0,1
15 – 30 10 – 15 200 – 300 3 – 5 Z2 25 100 80 – 100 0,1 – 0,3φ
γ
γ
tα
αφ
α
γ
α
γ
χ
Sägen
Bohren
Fräsen
Drehen
β
φ
γ
γ
tα
αφ
α
γ
α
γ
χ
Sägen
Bohren
Fräsen
Drehen
β
φ
γ
γ
tα
αφ
α
γ
α
γ
χ
Sägen
Bohren
Fräsen
Drehen
β
φ
γ
γ
tα
αφ
α
γ
α
γ
χ
Sägen
Bohren
Fräsen
Drehen
β
Directrices para el mecanizado por arranque de viruta
Aserrado Fresado
Ángulo de incidencia
Ángulo de arranque
Velocidad de corte
Paso entre dientes
Número de dientes
Ángulo de espiral
Ángulo de ajuste
Velocidad de corte Avance
Productos de TECA reforzados*
Calentamiento en el aserrado:A partir de Ø 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVXA partir de Ø 80 mm TECAMID 66 GF, TECAPET,
TECADUR PBT GFA partir de Ø 100 mm TECAMID 6 GF, 66, 66 MH
* Materiales de refuerzo / relleno: Fibras de vidrio, bolas de vidrio, fibras de carbono, rellenos minerales, grafito, mica, talco, etc.
Calentamiento en el taladrado en el centro:A partir de Ø 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVXA partir de Ø 80 mm TECAMID 66 MH, 66 GF, TECAPET,
TECADUR PBT GFA partir de Ø 100 mm TECAMID 6 GF, 66, TECAM 6 MO, TECANYL GF
α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]t Paso entre dientes [mm]
α Ángulo de incidencia [°]β Ángulo de espiral [°] γ Ángulo de arranque [°]φ Ángulo de ajuste [°]
Taladro Torneado
Número de dientes
Velocidad de corte Avance
Ángulo de incidencia
Ángulo de arranque
Ángulo de colocaciónde la her- ramienta
Velocidad de corte Avance
Productos de TECA reforzados*
Precalentar el material a 120 °C Precaución con los refrigerantes
(sensibilidad a las grietas por tensiones)
* Materiales de refuerzo / relleno: Fibras de vidrio, bolas de vidrio, fibras de carbono, rellenos minerales, grafito, mica, talco, etc.
α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]χ Ángulo de posicionamiento
de herramienta [°]
El radio de la punta r debe se al menos 0,5 mm
α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]
Dirección de fresado: En contra del avance
El avance puede ser de hasta 0,5 mm / diente
16
Entrevista con Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH
¿A qué se dedica la empresa Hufschmied?Hufschmied se ha especializado en el desarrollo y la fabri-
cación de herramientas optimizadas para el mecanizado
por arranque de viruta para el sector plástico y composite.
Nuestras herramientas se fabrican en nuestra propia planta
en centros de mecanizado CNC de 6 ejes. De esta forma
logramos que el tiempo entre la confirmación del pedido y
la entrega del material sea el mínimo posible. Como mate-
rial base utilizamos metales duros macizos y recubrimien-
tos de cerámicos de alta calidad en función de los requisitos
del cliente.
¿Con qué experiencia cuenta la empresa Hufschmied en el mecanizado de plásticos?Hufschmied lleva en el mercado ya más de 25 años. Ya des-
de un inicio, nos especializamos en el mecanizado de plás-
tico ya que es el sector con mayor proyección. Dado que
colaboramos con diferentes fabricantes de materiales y uni-
versidades, tenemos siempre la posibilidad de conocer los
materiales nuevos mucho antes de que salgan al mercado.
Una vez obtenidos los materiales, se mecanizan en nuestro
propio laboratorio de ensayos. De este modo podemos ayu-
dar a nuestros clientes desde un principio ofreciéndoles las
herramientas y procesos adecuados.
¿Cómo afrontan los retos tecnológicos asociados a los nuevos materiales?Hasta la fecha hemos sido capaces de mecanizar todos los
plásticos que han ido llegando al mercado, si bien, para lo-
grarlo, a veces ha sido necesario realizar varios procesos de
optimización de la herramienta. Los plásticos son cada vez
más versátiles y, en consecuencia, debemos adaptar las geo-
metrías de las herramientas. En particular, para los plásti-
cos reforzados nos resulta útil una ficha técnica del mate-
rial. Dado que no somos fabricantes de los plásticos y
tampoco podemos analizarlos al detalle, nos vemos obliga-
dos confiar en estas fichas. Con las condiciones generales
como el tipo de máquina, fijación de la pieza, herramienta
y parámetros adecuados, no habrá ningún problema en
conseguir el resultado deseado. Todos nuestros ensayos se
analizan y registran en una base de datos. Éstos nos ayudan
en un futuro en el desarrollo de herramientas y procesos.
Desarrollo de procesos
¿Qué filosofía persiguen ustedes en el mecanizado de plásticos?En general, dimensionamos nuestras herramientas para
mecanizar en seco. Son relativamente escasas las veces en
que es preciso trabajar con refrigerante: Con frecuencia, la
aplicación o el destino de la pieza no lo permiten. Los aditi-
vos contenidos en todos los lubricantes refrigerantes pue-
den llegar a provocar reacciones no deseadas entre el plásti-
co y el aditivo. Nuestras herramientas están dimensionadas
para el mecanizado por arranque de viruta a altas velocida-
des. Mediante elevados avances de dientes logramos que
prácticamente no se evacue calor hacia la pieza, producién-
dose la evacuación a través de la viruta.
¿A su juicio, cuáles son los principales problemas en el mercado del mecanizado de plásticos?Muchos clientes se siguen orientando todavía según el me-
canizado de metales. Cuando esto es así, surgen problemas
con el lubricado, alabeo, formación de grietas o rebabas. So-
bre todo la formación de rebaba produce muchos quebrade-
ros de cabeza a nuestros clientes ya que obliga a invertir
mucho tiempo en repasos. Generalmente, para evitar este
repaso en el mecanizado se ha de modificar tan sólo algunos
pequeños detalles en la secuencia de ejecución del progra-
ma. Algunos clientes desean una herramienta universal con
la cual puedan mecanizar una gran parte de las piezas y ma-
teriales. Desafortunadamente en raras ocasiones se consi-
gue ya que cada material exige geometrías de herramienta
diferentes. Precisamente en las aplicaciones de gama alta, la
herramienta debe estar adaptada al material y a la pieza.
Sólo de este modo se puede mecanizar sin riesgos y de ma-
nera económica.
Pieza de buena calidad / rentable
Material
Programación
Máquina
Elementos de fijación de la pieza
Velocidad corte(máxima posible)
Herramienta
17
¿A su juicio, qué plásticos resultan especialmente críticos para el mecanizado?Sin duda alguna, los plásticos reforzados con fibras de car-
bono o de vidrio son muy exigentes. Actualmente se utili-
zan cada vez más plásticos con materiales reforzados con
fibras. Éstos pueden poner en peligro la vida de una herra-
mienta. Sin embargo, conociendo qué contiene cada mate-
rial plástico podemos reaccionar ante tal dificultad. Los ma-
teriales como el PE, POM, PC y PTFE pueden mecanizarse
sin grandes problemas si se cuenta con las herramientas
adecuadas, los parámetros correctos y una buena máquina.
¿Tienen ustedes alguna recomendación especial sobre cómo se determina el método óptimo de mecanizado de un plástico?Antes de recomendar debo saber cómo funciona la máqui-
na. ¿Cómo se las arregla con el mecanizado de radios pe-
queños o con una velocidad de avance rápida? A partir del
plano, de las velocidades de corte y de la velocidad de avan-
ce disponible así como del sistema de fijación de la pieza, se
puede definir la herramienta. En el momento en que están
definidas las herramientas, se adaptan los programas. Se
pueden consultar los valores básicos en nuestra página web
(www.hufschmied.net). Además, el mecanizado en contra
del avance es siempre un asunto complicado. Son muchos
los que programan (como están habituados a hacerlo en el
mecanizado de acero) la máquina a favor del avance y, lue-
go se encuentran con grandes problemas de formación de
rebabas y mala calidad de acabado superficial.
¿Existe algún sector dónde se debe tener en cuenta determinadas particularidades en el mecanizado de plásticos?Cada sector tiene sus propias condiciones a las cuales debe-
mos adaptarnos. Por ejemplo, en los equipos médicos. En
la mayoría de estos casos, el mecanizado debe realizarse en
seco. Además suelen ser producciones de piezas muy pe-
queñas por lo que se requiere utilizar herramientas especí-
ficas. Normalmente en estos casos trabajamos con micro-
brocas y con cuchillas largas. En las superficies totalmente
lisas, se crean superficies con un poquito de rugosidad.
Una ventaja de trabajar en estos sectores es que se emplea
maquinaria de alta precisión.
¿Mediante qué propiedades determinan la mecanizabilidad de los plásticos?En la mayoría de los casos, para poder determinar la meca-
nizabilidad por arranque de viruta necesitamos los siguien-
tes datos:
ˌ La identificación lo más exacta posible del material
ˌ ¿Está el material reforzado o ha sufrido
modificaciones adicionales?
ˌ ¿Qué formato tiene el material, barra o placa?
ˌ ¿Qué aspecto debe presentar el producto final?
ˌ ¿Qué máquina está disponible?
ˌ ¿Cómo se fija la pieza?
A partir de estas respuestas se determina la mecanizabili-
dad del material. Si el cliente lo desea, podemos realizar
también tests en nuestras máquinas. En ese caso, se crea
un protocolo de ensayos con parámetros, imágenes y un
vídeo de demostración.
¿Qué parámetros pueden optimizarse en las operaciones de mecanizado?Como ya se ha mencionado, algunos parámetros son im-
portantes para un buen mecanizado:
ˌ Velocidad de corte
ˌ Paso entre dientes
ˌ Fijación de pieza y herramienta
ˌ Mecanizado a favor y en contra del avance
ˌ Refrigeración
ˌ Estructura del programa
Sin embargo, el parámetro más importante es la herra-
mienta de mecanizado.
La entrevista fue realizada por Holger Werz (Ensinger GmbH) a Ralph Hufschmied y Nabil Khairallah (Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH)
Temperatura de reblandecimiento
Se puede mecanizar, pero con una baja velocidad de avance
t Zona problemática
• Formación de rebabas
• Rotura de fresa
Avances elevados con velocidades de giro elevadas• Rentables
Temperatura de mecanizado
Velocidad de corte
Temperatura
18
A destacar
En general, se recomienda el mecanizado en seco con evacuación del calor a través de la viruta.
p Ventajas del mecanizado en seco ˌ No quedan restos de fluidos en la superficie de la piez
hResulta ventajoso para piezas destinadas a equipos
médicos o al sector alimentario (no se produce
migración de partículas)
hSe evita que el material se vea afectado por el
lubricante refrigerante (hinchamiento, variación
dimensional, grietas por tensiones, …)
hNo se produce ninguna interacción con el material
hSe evita el posible error en la estimación de la
cantidad de lubricante refrigerante por parte del
mecanizador
s Atención ˌ En el mecanizado en seco, es muy importante la
refrigeración para poder evacuar el calor.
Actualmente existe una tendencia a la mecanización plásti-
cos técnicos en seco y eso se debe a que hoy día se dispone
de una gran experiencia en el mecanizado de plásticos. Los
procesos que sí que requieren el uso de refrigerantes son:
ˌ Taladros profundos
ˌ Tallado de rosca con terraja
ˌ Aserrado de materiales reforzados
Sin embargo, para conseguir una mejor calidad superficial
y unas tolerancias muy ajustadas hay que utilizar superficie
de corte refrigerada. Además esto permite que se pueda uti-
lizar una velocidad de avance superior por lo que los tiem-
pos de producción se reducirían.
Mecanizado con refrigeraciónSi se requiere refrigeración, se recomienda
ˌ Refrigeración a través de la viruta
ˌ Uso de aire comprimido
hVentaja: Refrigeración y extracción simultánea
de la viruta fuera de la zona de trabajo
ˌ Uso de lubricantes refrigerantes solubles en agua
ˌ También puede utilizarse taladrina y aceites para
corte comerciales. La aplicación de spray y aire
comprimido son métodos muy eficaces
Mecanizado de plásticos amorfos
ˌ Evitar del uso de lubricantes refrigerantes ya que los
materiales son propensos a la formación de grietas
por tensiones internas
ˌ Si la refrigeración es necesaria:
hEliminar inmediatamente el lubricante refrigerante
de las piezas con isopropanol o agua pura
hUtilizar lubricantes refrigerantes adecuados
ˌ Agua pura
ˌ Aire comprimido
ˌ Lubricantes especiales: Podrá obtener más
informaciones diríjase a su proveedor de
lubricantes refrigerantes
Refrigerantes y lubricantes refrigerantes
19
Recocido
Proceso de recocido La operación de recocido consiste en un tratamiento térmi-
co de productos semielaborados, piezas perfiladas o acaba-
das. Los productos son calentados lenta y uniformemente a
una temperatura definida para cada material. Acto seguido
se deja un tiempo de mantenimiento a la temperatura de-
pendiendo del espesor con el fin de calentar totalmente el
material. A continuación se deja enfriar de nuevo lenta y
uniformemente hasta temperatura ambiente.
Recocido para alivio de tensiones ˌ Las tensiones residuales que se originan durante
el proceso de fabricación pueden reducirse en gran
medida mediante este recocido
ˌ Aumentar la cristalinidad de los materiales
ˌ Optimizar las características mecánicas del material
ˌ Formación de una estructura cristalina uniforme en
los materiales
ˌ Mejora parcial de la estabilidad ante ataques por
productos químicos
ˌ Reducción de la tendencia al alabeo y de las variaciones
dimensionales (durante o después de la transformación)
ˌ Mejora continuada de la estabilidad dimensional
En Ensinger, por norma general, los productos semielabo-
rados son sometidos a un recocido de alivio de tensiones
después de la producción. De este modo se asegura que el
material que usted recibe mantiene su estabilidad dimen-
sional durante y después del proceso de mecanizado y pue-
de mecanizarse mejor.
Recocido intermedioPuede resultar práctico someter las piezas críticas a un paso
de recocido intermedio durante su mecanizado. Esto es ne-
cesario sobre todo:
ˌ Cuando se exigen tolerancias ajustadas
ˌ Cuando debido a la forma tienen tendencia al alabeo
(asimetría, estrechamiento de las secciones, cajeras o
ranuras)
ˌ En los materiales reforzados con fibra / aditivados
(la orientación de las fibras puede intensificar el alabeo)
hEl mecanizado puede provocar la aparición de
nuevas tensiones en la pieza
ˌ Si se utilizan herramientas desafiladas o inadecuadas:
hÉstas provocarán tensiones
ˌ En casos de una aportación excesiva de calor a la pieza
debido a velocidades de corte y avance inadecuados
ˌ En casos de una extracción de material elevada, sobre
todo cuando se mecaniza por un solo lado
Material Designación DIN Calentado
Mantenimiento de la temperatura* Enfriamiento
TECASINT PI 2 h a 160 °C 6 h a 280 °C 2 h a 160 °C / 10 h a 280 °C con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAPEEK PEEK 3 h a 120 °C 4 h a 220 °C 1,5 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECATRON PPS 3 h a 120 °C 4 h a 220 °C 1,5 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECASON E PES 3 h a 100 °C 4 h a 200 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECASON P PPSU 3 h a 100 °C 4 h a 200 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECASON S PSU 3 h a 100 °C 3 h a 165 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAFLON PVDF PVDF 3 h a 90 °C 3 h a 150 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECANAT PC 3 h a 80 °C 3 h a 130 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAPET PET 3 h a 100 °C 4 h a 180 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECADUR PBT GF30 PBT 3 h a 100 °C 4 h a 180 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAMID 6 PA6 3 h a 90 °C 3 h a 160 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAMID 66 PA66 3 h a 100 °C 4 h a 180 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAFORM AH POM-C 3 h a 90 °C 3 h a 155 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
TECAFORM AD POM-H 3 h a 90 °C 3 h a 160 °C 1 h por cada cm de espesor de pared con una disminución de 20 °C / h hasta 40 °C
* A temperatura máxima, mientras no se indique lo contrario.
20
Cambios morfológicos y contracción del materialEl calor transferido a los plásticos tiene siempre repercusio-
nes directas. Este calor procede en la mayoría de casos de::
ˌ Recocido
ˌ Mecanizado (calor por fricción)
ˌ Uso (temperatura de servicio, esterilización por vapor)
Plásticos semicristalinos
ˌ El recocido da lugar a una homogenización de las
propiedades del material
h Aumento de la cristalinidad
h Optimización de las propiedades mecánicas
h Mejora de la estabilidad dimensional
h Mejora de la estabilidad ante ataques por
productos químicos
ˌ El mecanizado puede llevar a sobrecalentamientos
locales debidos a la fricción con las herramientas:
h Cambios microstructurales
h Contracción
ˌ Particularmente el TECAFORM es crítico en este
aspecto
hUn mecanizado inadecuado puede provocar una
fuerte deformación o alabeo de la pieza.
Plásticos amorfos
ˌ Son menos críticos respecto a la estabilidad
dimensional y el alabeo.
Ejemplo de la problemática de alabeo que surge en el mecanizado por un solo lado
1. Amarillo = superficie mecanizada
2. Aparece un alabeo después de mecanizar el material
Un recocido intermedio puede ayudar a reducir estas ten-
siones así como el riesgo al alabeo. En este sentido, para
conseguir las dimensiones y tolerancias necesarias se debe
tener en cuenta:
ˌ En primer lugar, pretrabajar las piezas por desbaste
antes del recocido intermedio, ya que este proceso
puede provocar una cierta contracción de las piezas
ˌ Por lo tanto, el mecanizado final de la pieza no debe
producirse hasta después de haber realizado el recocido.
ˌ Apoyar bien la pieza durante el recocido intermedio:
hSe evita el alabeo durante el recocido
A destacar
El recocido ayuda a mejorar la estabilidad dimensional y reduce el nivel de tensiones internas. En los plásticos amorfos se reduce el riesgo de agrietamiento interno.
Duración [h]
Temperatura [°C]
Temperatura del hornoTemperatura en el centro del material semielaborado / pieza acabada
Tiempo de calentado
Tiempo de manteni-miento de la temp.
Tiempo de enfriamiento
Tiempo de retención
Ciclo de recocido
t1 t2 t3 t4
21
Estabilidad y precisión dimensionalLa estabilidad dimensional es una propiedad a tener en
cuenta en cada proceso que está sometido el material. Des-
de la fabricación del semielaborado hasta la pieza final hay
varios factores que pueden influir en la precisión dimensio-
nal de una pieza.
Absorción de humedad
ˌ Por lo general, los plásticos con una escasa absorción de
humedad presentan una estabilidad dimensional muy
buena y pueden fabricarse con tolerancias ajustadas
Ejemplos: TECAFORM AH / AD, TECAPET,
TECATRON, TECAPEEK
ˌ Los plásticos con una absorción elevada de humedad
muestran una fuerte influencia de la humedad en la
estabilidad dimensional
Ejemplos: TECAMID, TECAST
h La absorción / aporte de humedad conduce
al hinchamiento o a la merma del material
hSe recomienda un acondicionamiento antes
del mecanizado
Relajación de tensiones
ˌ En principio, las tensiones internas tiene muy poca
influencia en la precisión dimensional de la pieza
acabada durante el mecanizado a temperatura ambiente
hPieza acabada con estabilidad dimensional.
ˌ Durante el almacenamiento o servicio, las tensiones
acumuladas pueden desaparecer, implicando una
variación dimensional
ˌ Resulta especialmente crítico el uso de la pieza a
temperaturas elevadas:
hLas tensiones pueden desaparecer de repente
hO pueden aparecer deformaciones, alabeo o,
en el peor de los casos, grietas durante el uso
de la pieza acabada
Aportación de calor
ˌ Son críticos todos aquellos procesos en los cuales se
origine calor dentro del material
h Ejemplo: Recocido, mecanizado, servicio
a temperaturas elevadas, esterilización
ˌ Las temperaturas por encima de la temperatura de
transición vítrea provocan una variación de la
microstructura y, consecuentemente una contracción
después de su enfriamiento de nuevo
hLa contracción y el alabeo aparecen en particular en
piezas de geometría asimétrica
h Los termoplásticos semicristalinos presentan una
elevada contracción (de hasta ~1,0 – 2,5 %) y son
críticas en cuanto al alabeo
h Los termoplásticos amorfos presentan una contrac-
ción inferior (~0,3 – 0,7 %) y una mayor estabilidad
dimensional respecto a los termoplásticos semi-
cristalinos
ˌ En numerosas ocasiones, debe tenerse presente la
elevada dilatación térmica (en comparación con el metal)
u Recomendaciones para el mecanizado
ˌ Asegurar una buena evacuación del calor con el fin de
evitar los sobrecalentamientos locales
ˌ En el caso de una gran extracción de material se
recomienda realizar un recocido intermedio para
reducir las tensiones internas
ˌ Los plásticos requieren una mayor tolerancia de
fabricación que los metales
ˌ No se debe aplicar una fuerza excesivamente elevada en
la fijación del material, con el fin de evitar una posible
deformación
ˌ En los materiales reforzados con fibra, se debe prestar
atención a la orientación de la pieza dentro del producto
semielaborado (tener presente la dirección de extrusión)
ˌ En el mecanizado se debe elegir un procedimiento
optimizado para la pieza
22
TECAFORM AH / AD,TECAPET, TECAPEEKMateriales no reforzados semicristalinosEl TECAFORM AH / AD, TECAPET y TECAPEEK son ma-
teriales con una gran estabilidad dimensional y unas pro-
piedades mecánicas equilibradas. Estos materiales presen-
tan una mecanizabilidad muy buena y, en principio,
tienden a la formación de una viruta corta. Pueden mecani-
zarse con una velocidad de avance elevada.
Sin embargo, se ha de intentar siempre aportar el mínimo
de calor posible al TECAFORM y TECAPET ya que presen-
tan una alta contracción postmecanizado de hasta ~2,5 %,
con lo que existe el riesgo de producirse un alabeo en caso
de sobrecalentamientos locales.
Se puede conseguir un acabado superficial con muy poca
rugosidad en los materiales mencionados anteriormente
siempre y cuando se empleen unos parámetros de mecani-
zado adecuados.
TECAST T, TECAMID 6, TECAMID 66Poliamidas no reforzadasEl TECAST T, TECAMID 6 y TECAMID 66 son materiales
fabricados a base de poliamida. Al contrario que los mate-
riales anteriormente mencionados, las poliamidas son ma-
teriales de naturaleza más dura y frágil. Debido a su estruc-
tura química, las poliamidas tienden a absorber la humedad,
una propiedad que les confiere su excelente equilibrio entre
tenacidad y resistencia mecánica.
En los productos semielaborados de pequeñas dimensiones
y en piezas pequeñas, la absorción de humedad a través de
la superficie hace posible una distribución de la humedad
prácticamente constante y homogénea a través de su sec-
ción transversal. En productos semielaborados de dimen-
siones mayores (en particular en barras redondas/placas a
partir de 100 mm de diámetro/espesor), el contenido de hu-
medad aumenta de fuera hacia adentro.
En el caso más desfavorable, el centro del material presenta
una mayor dureza y fragilidad, mientras que las zonas de
los bordes son más tenaces. En estas piezas, además de las
tensiones internas provocadas por el proceso de extrusión,
se ha de sumar el riesgo de aparición de grietas internas
debido al mecanizado.
También hay que remarcar que la absorción de humedad
afecta a la estabilidad dimensional. Este ‘hinchazón’ se debe
tener en cuenta en el mecanizado y dimensionamiento de
piezas de poliamida. La absorción de humedad (acondicio-
namiento) del producto semielaborado tiene una fuerte in-
fluencia en el mecanizado. En especial, las piezas de espe-
sores pequeños (hasta ~ 10 mm) pueden absorber hasta un
3 % de humedad. Como regla general:
ˌ ¡Una absorción de humedad del 3 % provoca una
variación dimensional de aprox. 0,5 %!
Mecanizado TECAST T
ˌ Tiende a la formación de viruta corta
ˌ Por este motivo, presenta una buena mecanizabilidad
Mecanizado de TECAMID 6 y TECAMID 66
ˌ Formación de una viruta fluida y larga
ˌ Es necesaria una extracción de la viruta de la
herramienta/pieza más frecuentemente.
ˌ Para que se genere una viruta más corta y fácil
de romper:
hParámetros adecuados
hElección de la herramienta adecuada
En general para dimensiones grandes (p. ej., barra redonda
> 100 mm y placas con un espesor > 80 mm) se recomienda
precalentar la pieza a 80 – 120 °C y mecanizar cerca del cen-
tro para evitar fisuras por tensiones internas durante el me-
canizado.
Gama de productos y características del material
A destacar
Si es posible, mecanizar los plásticos amorfos en seco. Si resulta absolutamente imprescindible el uso de lubricantes refrigerantes, debería limpiarse bien la pieza justo después.
23
TECANAT, TECASON,TECAPEI Termoplásticos amorfosEl TECANAT, TECASON y TECAPEI son plásticos amor-
fos. Estos materiales tienden a la formación de grietas por
tensiones internas al entrar en contacto con medios agresi-
vos como aceites y grasas o lubricantes refrigerantes. Por
este motivo, hay que evitar el uso de lubricantes refrigeran-
tes en el mecanizado, si es imprescindible, hay que utilizar
un lubricante con base de agua. Asimismo, cada material
tiene unos parámetros de mecanizado específicos.
ˌ No utilizar velocidad de avance elevados
ˌ Evitar las presiones excesivamente altas
ˌ Evitar unos esfuerzos de amarre excesivos
ˌ Seleccionar velocidades de corte más bien elevadas
ˌ Utilizar herramientas muy afiladas
s Durante el diseño de las piezas, tener en cuenta
ˌ Evitar los esfuerzos de cizalladura (en el diseño
y mecanizado)
ˌ Diseñar las aristas y geometrías de manera específica
para cada material (elegir aristas interiores más bien
redondeadas)
Teniendo en cuenta los parámetros de mecanizado adecua-
dos, se pueden fabricar piezas con una gran estabilidad di-
mensional y tolerancias muy ajustadas en estos materiales.
TECA con contenido de PTFELos materiales que contienen PTFE (p. ej., TECAFLON
PTFE, TECAPEEK TF, TECAPEEK PVX, TECATRON PVX,
TECAPET TF, TECAFORM AD AF) tienen una resistencia
mecánica inferior.
s Por este motivo, en el mecanizado se debe tener en cuenta los
siguientes detalles:
ˌ Los materiales tienden a quedarse detrás o apartarse de
la fresa
hAumenta la rugosidad (formación de microfisuras,
puntas, superficie rugosa)
ˌ Evitar que la fresa repita el corte
hProvoca también una superficie rugosa
ˌ Es necesario una segunda pasada adicional para alisar
la superficie
ˌ En ocasiones se requiere también un desbarbado
Seleccionar una fuerza de sujeción adecuada para evitar un
aplastamiento de la pieza y, por lo tanto, unas piezas sin
precisión dimensional.
TECASINTProductos de poliimida fabricados por sinterizadoLa familia de productos TECASINT 1000, 2000, 3000, 4000
y 5000 se pueden mecanizar en seco o en condiciones hú-
medas en máquinas convencionales para mecanizado de
metales.
s Recomendaciones
Herramientas
ˌ Utilizar herramientas de metal duro
ˌ Las herramientas con un ángulo de corte para
el aluminio son muy adecuadas
ˌ Para los productos TECASINT reforzados con un alto
porcentaje de fibras de vidrio o bolas de vidrio, utilizar
herramientas recubiertas de diamante o cerámica
Mecanizado
ˌ Aplicar una alta velocidad de corte, baja velocidad de
avance y mecanizar en seco para mejorar los resultados.
ˌ El mecanizado en mojado aumenta la presión de corte y
favorece la formación de rebabas, pero se recomienda
para prolongar las vida útil de las herramientas
ˌ Fresado a favor del avance para evitar un astillamiento
del material
ˌ En la mayoría de los casos, no es necesario un recocido
intermedio
s Debido a la elevada absorción de humedad de las poliimidas,
se recomienda empaquetar las piezas en vacío. Con el fin de
evitar variaciones dimensionales en piezas de alta calidad cau-
sadas por la absorción de humedad, se recomienda desempaque-
tar las piezas justo antes de utilizarlas.
24
Materiales TECAreforzados con fibra de vidrioLos materiales reforzados con fibra incluyen todo tipo de
fibras. Entre éstas se incluyen los productos reforzados con
fibra de vidrio y fibra de carbono.
Por ejemplo: TECAPEEK GF30, TECAPEEK CF30,
TECAPEEK PVX, TECATRON GF40, TECTRON PVX,
TECAMID 66 GF30, TECAMID 66 CF20.
u RecomendacionesHerramientas
ˌ Utilizar siempre herramientas de metal duro (acero
al carbono K20) o idealmente utilizar herramientas
recubiertas con diamante policristalino (PDC)
ˌ Utilizar herramientas muy bien afiladas
ˌ Inspeccionar con regularidad las herramientas ya que
los materiales pueden tener un efecto abrasivo sobre
éstas:
hMayor vida útil de la herramienta
hEvita una aportación excesiva de calor
Fijación de los productos semielaborados
ˌ La fijación debe realizarse en la dirección de extrusión
(máxima resistencia a la compresión)
ˌ Aplicar unos esfuerzos de sujeción lo más reducidos
posibles
hEvita deformación por flexión
hReduce el alabeo y el riesgo de formación de grietas
por tensiones internas
Precalentamiento
ˌ Se recomienda un precalentamiento de los productos
semielaborados para su posterior mecanizado:
hMayor tenacidad del material en caliente
ˌ Para tal fin, calentar moderadamente los productos
semielaborados
ˌ Recomendamos calentar a un ritmo de 20 °C por hora
hasta 80 – 120 °C
ˌ Para una distribución uniforme de la temperatura en la
sección transversal del producto, recomendamos
mantener la temperatura 1 hora por cada 10 mm de
espesor
ˌ A esta temperatura, el producto debe mecanizarse sin
llegar a las dimensiones finales (desbaste)
ˌ El acabado debe realizarse tras enfriar a temperatura
ambiente
ˌ La herramienta también debe calentarse antes del
mecanizado
hEvita la evacuación de calor del propio material
Mecanizado
ˌ Fresar ambos lados del producto semielaborado:
h Realizar pasadas con un máximo de 0,5 mm
hPermite hacer una distribución de tensiones más
homogénea en el producto semielaborado
hSe obtiene piezas de mayor calidad
Ejemplo
Por ejemplo, para una medida final de 25 mm recomenda-
mos utilizar una placa de 30 mm de espesor, el cual debe
fresarse 2 mm por cada lado antes del mecanizado final. En
este caso, debe darse varias veces la vuelta a la placa y se
debe fresar un máximo de 0,5 mm en cada operación. Lo
ideal es realizar este proceso con el material en caliente. A
continuación se realiza el mecanizado final tras haber en-
friado el producto a temperatura ambiente. Esta operación
permite en todos los casos obtener piezas de alta calidad
con muy pocas tensiones y poco alabeo.
A destacar
En los materiales reforzados con fibra, para mejorar la vida útil de las herramientas así como la estabilidad dimensional se recomienda utilizar herramientas de metal duro o de diamante policristalino.
25
Particularidades del TECATEC
CompositeEl TECATEC es un composite con base de una poliarilé-
ter éter cetona con un 50 o 60 % de fibra de carbono. El
mecanizado del TECATEC es un poco más complejo que el
mecanizado de materiales reforzados con fibras cortas. De-
bido a su estructura con diferentes capas, un mecanizado
erróneo puede llevar a:
ˌ Astillamientos
ˌ Delaminaciones
ˌ Deshilachados
ˌ Fisuras a través de fibras
Por este motivo, para este material se debe realizar un me-
canizado especial. Sin embargo, éste debe definirse para
cada componente.
Diseño del producto semielaborado
La versatilidad del TECATEC para una aplicación determi-
nada y la calidad de la pieza acabada dependen fundamen-
talmente de la orientación de la pieza dentro del producto
semielaborado. Ya en la fase de desarrollo, es muy impor-
tante tener en cuenta la orientación fibra, en especial por el
tipo de carga en la aplicación (tracción, compresión, fle-
xión) y el posterior mecanizado por arranque de viruta.
Herramientas
Para lograr una vida útil superior en comparación con las
herramientas de acero rápido o de metal duro recomenda-
mos utilizar:
ˌ herramientas de diamante policristalino (PDC)
ˌ herramientas de cerámica
ˌ herramientas recubiertas de titanio
ˌ herramientas con recubrimiento funcional
(tecnología de plasma)
Además de una mayor vida útil, estas herramientas ayudan
a minimizar considerablemente la fuerza resultante al
avance del material.
ˌ Afilar las herramientas moderadamente.
ˌ Determinar un buen equilibrio entre la calidad de
acabado superficial (con cuchillas muy afiladas) y la vida
útil de la herramienta (cuchilla menos afilada).
ˌ Dimensionar la geometría de la fresa de tal modo que
se corten las fibras ya que, de lo contrario, existe el riego
de las fibras se deshilachen.
ˌ Debido a la alta abrasividad de las fibras de carbono, hay
que revisar y cambiar las herramientas regularmente.
h Evita una aportación excesiva de calor y el alabeo
debido a unas herramientas desafiladas
Mecanizado
ˌ Existe un mayor riesgo de astillamiento y formación de
rebabas si se mecaniza paralelamente a las fibras que si
se realiza perpendicularmente
ˌ Para tolerancias más ajustadas, las piezas pueden
templarse varias veces
ˌ Debido a una buena conductividad del calor gracias al
alto contenido de fibras cabe esperar una buena
disipación del calor en el mecanizado. Por este motivo,
recomendamos mecanizar el material en seco
Parámetros de mecanizado y de la herramienta
Recomendamos tener presentes los siguientes parámetros:
ˌ Evitar una presión de avance elevada
ˌ Seleccionar un ángulo de incidencia muy alto
(150 – 180 °C)
ˌ Ajustar una velocidad de avance muy baja
(aprox. < 0,05 mm/min)
ˌ Seleccionar una velocidad de corte elevada
(aprox. 300 – 400 m/min)
Con esta información se pretende hacer una aproximación
para el mecanizado del TECATEC. Cada caso debe estudiar-
se individualmente.
26
Defectos del mecanizado: Causas y soluciones
Tronzado y aserrado Torneado y fresado
Problemas Causas
La superficie ha empezado a fundirse
ˌ Herramienta desafilada
ˌ Espacio insuficiente para
evacuar la viruta
ˌ Alimentación insuficiente
de refrigerante
Superficie rugosa
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
ˌ Herramienta afilada de
manera inadecuada
ˌ Filo de corte sin rectificar
Marcas en forma de espiral
ˌ La herramienta roza durante
el retorno
ˌ Rebabas en la herramienta
Superficies cóncavas y convexas
ˌ Ángulo de incidencia excesiva-
mente alto
ˌ Herramienta no perpendicular
al eje
ˌ La herramienta se desvía hacia
un lado
ˌ Velocidad de avance excesiva-
mente alta
ˌ Herramienta montada muy por
encima o por debajo del centro
Lengüetas o rebabas al final de la cara de corte
ˌ Ángulo de incidencia insuficiente
ˌ Herramienta desafilada
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
Rebabas en el diámetro exterior
ˌ Herramienta desafilada
ˌ No hay espacio suficiente entre el
material y la herramienta
Problemas Causas
La superficie ha empezado a fundirse
ˌ Herramienta desafilada
o rozamiento en rebaje
ˌ Espacio insuficiente para
evacuar la viruta
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
ˌ Velocidad del eje muy alta
Superficie rugosa
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
ˌ Ángulo de incidencia incorrecto
ˌ Herramienta demasiado afilada
(se requiere una fresa redondeada)
ˌ Herramienta no centrada
Rebabas las aristas
ˌ Herramienta desafilada
ˌ Juego lateral / espacio para
desprendimiento de la viruta
insuficiente
ˌ No hay ángulo de ajuste en
la herramienta
Grietas o astillamientos en los vértices
ˌ Excesiva inclinación positiva en
la herramienta
ˌ La aproximación de la herramienta
no se ha hecho con suficiente
suavidad (la herramienta golpea
demasiado fuerte contra el material)
ˌ Herramienta desafilada
ˌ Herramienta montada por debajo
del centro
ˌ Herramienta demasiado afilada
(se requiere una fresa redondeada)
Marcas de vibración
ˌ La fresa redondeada excesivo
en la herramienta
ˌ La herramienta bien sujeta
ˌ El material no se guía
suficientemente bien
ˌ Ancho de corte excesivo
(utilizar 2 cortes)
27
Taladro
Problemas Causas
Agujeros que se estrechan
ˌ Broca no bien rectificada
ˌ Espacio insuficiente para
evacuar la viruta
ˌ Avance excesivo
Superficie quemada o fundida
ˌ Uso de brocas inadecuadas
ˌ Broca no bien rectificada
ˌ Avance muy bajo
ˌ Broca desafilada
Astillamientos en la superficie
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
ˌ Demasiado espacio para
evacuar la viruta
ˌ Inclinación excesiva
Marcas de vibración
ˌ Demasiado espacio para
evacuar la viruta
ˌ Avance muy bajo
ˌ Inclinación excesiva
Marcas en el diámetro interior
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
ˌ Broca no centrada
ˌ La punta de la broca
no está en el centro
Taladros más grandes
ˌ Punta de la broca no está
en el centro
ˌ Taladro demasiado grueso
ˌ Espacio insuficiente para evacuar
la viruta
ˌ Velocidad de avance
excesivamente alta
ˌ Ángulo de incidencia muy grande
Problemas Causas
Taladros equeños
ˌ Broca desafilada
ˌ Demasiado espacio para
evacuar la viruta
ˌ Ángulo de incidencia
muy pequeño
Taladros no concéntricos
ˌ Velocidad de avance excesiva-
mente alta
ˌ Velocidad del muy baja
ˌ La broca penetra demasiado
profundo
ˌ La herramienta de tronzado deja
una lengüeta que provoca el desvío
de la broca
ˌ Taladro demasiado grueso
ˌ Velocidad de taladrado dema -
siado alta en el arranque
ˌ La broca no está fijada en el centro
ˌ La broca no está correctamente
afilada
Rebabas en el tronzado
ˌ Herramienta de corte desafilada
ˌ La broca no pasa completamente
a través de la pieza
Desafilado rápido de la broca
ˌ Avance muy bajo
ˌ Velocidad del eje muy baja
ˌ Lubricación insuficiente
A destacar
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