Mecanizado de plásticos
Los procesos de
conformado de plástico (inyección, extrusión, termoformado, etc.)
proporcionan piezas prácticamente acabadas, necesitando sólo un ligero
desbarbado (generalmente evitable si los moldes utilizados están bien
diseñados y mantenidos). Pero en ocasiones es preciso eliminar cierta
cantidad de material de un objeto obtenido por conformado, unir piezas
sencillas fabricadas por otro método para lograr el producto deseado, e
incluso formar piezas de relativamente grandes dimensiones.
El mecanizado es el
conjunto de técnicas que mediante las cuales se da forma definitiva a
las piezas y que se realiza con arranque de material. El material
arrancado puede revestir forma de virutas (láminas delgadas arrancadas
de la superficie utilizando una herramienta), recortes (fragmentos tan
pequeños que no se utilizan), o limaduras (partículas del limado).
El mecanizado de los plásticos presenta, frente al procesado de otros materiales, los siguientes problemas:
-Desgarre (formación
de grandes grietas): para evitarlo se debe mecanizar a velocidades altas
y los radios de curvatura en el plegado y curvado deben ser grandes.
También es recomendable colocar contraasientos en el final del recorrido
de la línea de mecanización.
-Calentamiento de la
pieza: debido a la baja conductividad térmica de los plásticos se deben
realizar las operaciones de arranque de viruta sin que se caliente en
exceso el material. Una temperatura excesiva provocaría una viruta
pastosa que se puede adherir a partes de la máquina, pero además los
plásticos termoestables podrían llegar a descomponerse y los
termoplásticos llegarían a deformarse por fusión. Para evitarlo:
-Los avances de las máquinas-herramientas deben ser pequeños.
-Se debe utilizar un
refrigerante enérgico, que puede ser un chorro de aire comprimido (muy
aconsejable tambien para la eliminación de viruta) o emulsiones para
taladrar (como agua y petróleo o taladrina, que es agua y aceite),
dependiendo del material de la pieza.
Las herramientas de
corte para trabajar los plásticos deben tener resistencia al calor y al
desgaste. Conviene que su superficie sea dura, sobretodo si han de
mecanizar plásticos con material inorgánico de relleno (como la fibra de
vídrio). Suelen ser de acero rápido.
Los plásticos a
mecanizar suelen ser suministrados con una funda protectora, que puede
ser de papel o una película adhesiva de otro plástico, con el fin de
evitar que el material se raye mientras es manipulado y que puede ser
eliminada una vez realizado el mecanizado.
APLICACIONES GENERALES DE LA MECANIZACIÓN DE PLÁSTICOS
El arranque de
material en los plásticos se realiza generalmente por razones económicas
(amortización del molde o abaratarlo simplificando su forma) o por
razones técnicas (excesivas dimensiones de las piezas o que se trate de
polímeros infusibles que no admitan el conformado adecuado). La
utilización de estas técnicas suele estar limitada a piezas aisladas, a
pequeñas series, o a la transformación manual de productos semiacabados.
TORNEADO
Esta operación se realiza en una máquina llamada torno que proporciona un movimiento de giro a la pieza que se mecaniza, haciendo que ésta gire alrededor de su eje de revolución.
En esencia el torno consta de una bancada que soporta en un extremo un cabezal, elemento responsable de producir el giro de la pieza; y en el otro el contrapunto, donde se apoya la pieza. Se recomiendan velocidades de corte de 200 a 500 m / min.
El arranque de viruta
se realiza mediante una herramienta de corte que trabaja en dos
movimientos: avance lineal y profundización de pasada. La herramienta
está sujeta a unos carros que se desplazan a lo largo de la bancada.
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| Torno automático |
 |
| Operaciones de torneado |
Aplicaciones:
Genera superficies de
revolución en piezas que tengan eje de revolución (cilíndricas o
cónicas). Las piezas se pueden labrar exterior o interiormente.
El torneado permite operaciones específicas como son:
Ranurado: crea ranuras circulares sobre la pieza;
Roscado o fileteado: fabrica hilos de rosca para dar forma de tornillo a la pieza;
Torneado cónico: se da forma cónica al ir disminuyendo la profundidad de pasada; etc.
Orificios cilíndricos: genera agujeros pasantes en piezas cónicas para elaboración de bujes.
ANGULOS, AVANCES Y VELOCIDAD DE CORTE
NYLON 6
|
ACETAL
|
PE/PP*
|
PTFE
| ||
Ángulo de incidencia a
Ángulo de virutas g
Avance S
Velocidad de corte V
|
°
°
mm/t
m/min
|
5-10
5-15
0,1-0,3
>200
|
5-10
5-10
0,1-0,4
>300
|
10-15
5-10
0,2-0,5
>250
|
5-12
5-10
0,1-0,3
>150
|
Combina el movimiento de rotación de una herramienta cilíndrica dotada de dientes cortantes en su periferia y denominada fresa,
con el desplazamiento lineal de la pieza, para generar superficies
planas. La máquina fresadora consta fundamentalmente de tres carros o
mesas que se pueden desplazar en las tres direcciones del espacio. Se
recomiendan velocidades de corte de 200 a 500 m / min.
El ángulo de incidencia de la fresa en la pieza da lugar a dos tipos de fresado:
- frontal: genera una superficie perpendicular al eje de giro de la herramienta, y
- tangencial: obtiene una superficie plana paralela al eje de giro.
Conviene, para el fresado de plástico, un paso amplio de la fresa.
Para evitar que, al
llegar la fresa al extremo de la pieza, el borde de ésta se resquebraje,
es conveniente colocar un contraasiento al final de la pieza.
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| Fresadora automática |
 |
| Herramientas |
Aplicaciones
El trabajo con la
fresadora es tremendamente versátil: ranurado, corte, aranque en formas
circular, helicoidal, de engranajes, etc.
ANGULOS, AVANCES Y VELOCIDAD DE CORTE
NYLON 6
|
ACETAL
|
PE/PP
|
PTFE
| ||
Ángulo de incidencia a
Ángulo de virutas g
Avance S
Velocidad de corte V
|
°
°
mm/t
m/min
|
10-20
5-15
>0,03
<1000
|
5-15
5-15
>0,02
<1000
|
10-20
5-15
>0,05
>1000
|
10-20
5-20
>0,03
>800
|
TALADRADO
La combinación del movimiento de giro más el avance de una herramienta específica denominada broca permite hacer orificios cilíndricos.
Las máquinas de
taladrar son simples, desde el conocido taladro manual de motor
eléctrico a las taladradoras de sobremesa, que disponen de un cabezal
portabrocas motorizado y una columna-base que garantiza la perpendicular
entre el recorrido de la broca y dicha base.
La broca tiene dos
movimientos: de giro y de avance en profundidad. La velocidad de giro
será mayor cuanto más blando el material a taladrar y menor el diámetro
de la broca. Se recomiendan velocidades de corte de 30 a 100 m / min.
Las materias blandas
como la madera y el plástico se taladran industrialmente mediante
taladradoras especiales muy rápidas. Estas máquinas son simples, dado
que los taladros no tienen una precisión muy rigurosa, y el avance se
realiza a mano.
En el taladrado de
plásticos hay que considerar su escasa conductibilidad térmica y la
elevada dilatación por el calor, lo que obliga a levantar con frecuencia
la broca en movimiento, para facilitar la refrigeración.
Para mecanizado de agujeros de gran
tamaño (diámetro >20 mm) se aconseja efectuar taladros progresivos en
tamaño y sacar la viruta frecuentemente.
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| Taladro |
ANGULOS, AVANCES Y VELOCIDAD DE CORTE
NYLON 6
|
ACETAL
|
PE/PP
|
PTFE
| ||
Ángulo de incidencia a
Ángulo de virutas g
Ángulo de la punta j
Avance S
Velocidad de corte V
|
°
°
°
mm/t
m/min
|
5-15
10-20
60-115
0,1-0,3
50-150
|
5-10
15-30
60-90
0,1-0,3
50-200
|
10-15
10-30
60-90
0,2-0,5
100-200
|
10-16
5-20
110-130
0,1-0,3
150-300
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ASERRADO
Consiste en abrir ranuras en el material para separarlo en partes.
Para el corte de piezas se utilizan principalmente dos tipos de herramienta:
- Sierra circular de acero rápido con dientes sin triscar, vaciados lateralmente.
Consiste en un disco con dientes en su borde, que corta mediante un movimiento de giro y avance en profundidad.
- Sierra de cinta,
de dientes triscados (inclinados alternativamente para que el surco sea
más espeso que la hoja y ésta se deslice bien). Su forma es la de una
larga cinta en lazo cerrado, que realiza un movimiento longitudinal
continuo. En general las máquinas de cinta son más sencillas y
económicas.
Se recomiendan velocidades de corte de 1000 a 2000 m / min.
Para corte manual sirve cualquier tipo de sierra: de arco, serrrucho, segueta, etc.
Aplicaciones: Las sierras de disco se suelen utilizar para los cortes más severos y las de cinta para trabajos ligeros.
ANGULOS, AVANCES Y VELOCIDAD DE CORTE
NYLON 6
|
ACETAL
|
PE/PP
|
PTFE
| ||
| Sierra cinta Ángulo de incidencia a Ángulo de virutas g Pitch t Velocidad de corte V Sierra circular V | ° ° mm m/min m/min | 20-30 2-5 3-8 >500 ~3000 | 20-30 0-5 2-5 >1000 ~3000 | 15-30 5-8 3-10 ~1000 ~ | 20-30 5-8 5-8 >300 ~2500 |
CEPILLADO
Esta operación
consiste en arrancar virutas de piezas planas para rebajar su grosor,
mediante el corte con una lámina de filo cortante inserta en la
herramienta. Esta puede ser:
- un cepillo manual de carpintería:
consta de un hierro o cuchilla ancha de filo recto y un contrahierro
que rompe la viruta y la expulsa fuera y además sirve para que la
cuchilla no penetre excesivamente en el material, o
- un cepillo eléctrico con movimientos de avance sobre la pieza y de giro de las cuchillas.
Se recomiendan velocidades de corte de 200 a 500 m / min.
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| Cepillo manual |
 |
| Cepillo eléctrico |
ACABADO
En estas operaciones
las herramientas producen virutas muy pequeñas para terminar, en
dimensión y superficie, piezas que han sido previamente mecanizadas por
otros procedimientos. Por ello su capacidad de arranque de material es
muy reducida.
Sin embargo, el
arrancar cantidades pequeñas les permite alcanzar precisiones
dimensionales muy elevadas, así como muy buenos acabados superficiales.
Podemos agrupar en este apartado diversas operaciones:
Se realiza el esmerilado húmedo en los plásticos termoestables mediante discos de carborundo o piedras areniscas.
Para el esmerilado en seco emplean esmeriladoras de cinta o muelas de plato.
El pulido se lleva a cabo con pastas de pulir especiales aplicadas sobre discos textiles.
La abrasión mecánica consiste en aplicar un material más duro que el de la pieza para desgastarla.
El rectificado es una forma de abrasión que utiliza muelas abrasivas, formadas por un aglomerado cerámico de unos granos de materiales muy duros.
Cada grano de material funciona como una pequeña herramienta de corte que desprende virutas.
En el rectificado de plásticos ha de tenerse especial cuidado con la refrigeración.
Las máquinas rectificadoras son similares a los tornos, pero con cabezales específicos para el arrastre de las muelas.
CIZALLA
Es una operación de
corte que desgarra las láminas mediante la acción de dos cuchillas que
se deslizan una sobre otra. Se emplea como herramienta manual la
guillotina y como máquina la cizalla, ambas con alta capacidad de corte
pero sin posibilidad de cortes curvos.
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| Cizalla electromecánica |
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| Cizalla de operación manual |
CORTE CON HILO.
El mecanizado en los
poliestirenos expandidos o extruidos se efectúa cortando el material
sobrante por medio de un hilo caliente. Su temperatura será la adecuada
para cortar pero no excesiva ya que se trata de materiales altamente
inflamables. Por lo general el hilo metálico de corte es calentado por
paso de corriente eléctrica.
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| Cortadora por hilo automática |
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| Cortadora por hilo manual |
ROSCADO
Si bien es posible generar roscas
mediante el empleo de un torno, también se pueden hacer roscas
manualmente con el uso de terrajas. Este es un método muy útil, empleado
para la unión de caños plásticos para sistema de distribución de agua o
algún otro fluido. En general en el comercio se consiguen caños
plásticos sin rosca de largos standard, por lo que es necesario
cortarlos a un largo especifico para el uso. Posteriormente se efectúan
roscas en los extremos para poder unirlos mediante codos, T, válvulas,
uniones de cuatro vías, acoples rectos que, por lo general, ya poseen
rosca hembra. Cabe destacar que también existen herramientas para
efectuar rosca hembra denominadas macho de roscar.
Las uniones de caños mediante rosca pueden llevar adhesivos o cinta de teflón para evitar perdidas de fluido. |
| Macho |
 |
| Terraja |
Teflon coatings