Directrices de mecanizado de plsticos tcnicos

Productos semielaborados

Mecanizado de plsticosDiferencias entre el plstico y el metal

Cmo afecta el proceso de extrusin en el mecanizado?

Herramientas y maquinaria para el mecanizado de productos plsticos

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

RecocidoModificacin morfolgica y post-contraccin

Estabilidad dimensional

Gama de productos y caractersticas 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

4

5

6

6

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8

9

9

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26

26

27

ndice

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

Designacin del polmero

Nombre Ensinger

Nombre del polmero

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 Polifenilter

POM-C TECAFORM AH Copolmero de polioximetileno

POM-H TECAFORM AD Homopolmero de polioximetileno

PMP TECAFINE PMP Polimetilpenteno (transparente)

Clasificacin de los plsticos

150 C

300 C

100 C

Amorfos

Semicristalinos

Plsticos para altas temperaturas

Plsticos de ingeniera

Plsticos estndar

Temperatura de servicio continuo

4Gracias al mecanizado por arranque de viruta se pueden fa-bricar piezas de plstico funcionales, dimensionalmente estables y de larga vida til. El trmino general "Mecaniza-do de plsticos" sugiere que todos los plsticos pueden me-canizarse con los mismos parmetros y herramientas. Sin embargo, al igual que los metales, en los plsticos se dife-rencian distintos grupos de materiales segn sus propieda-des durante el proceso de mecanizado.

Las propiedades especficas de cada plstico influyen de

manera determinante en su mecanizabilidad. Los plsticos

se subdividen en los siguientes grupos:

Termoplsticos amorfos P. ej., TECASON, TECAPEI, TECANAT

Termoplsticos semicristalinos P. ej., TECAFORM, TECAPET, TECAPEEK

Termoplsticos reforzados con fibra de vidrio P. ej., TECAPEEK PVX, TECAMID 6 GF30,

TECAMID 66 CF20, TECADUR PBT GF30

Termoplsticos reforzados con tejidos P. ej., TECATEC PEEK CW50

Termoplsticos modificados con PTFE P. ej., TECAPET TF, TECAPEEK TF10 azul

Mecanizado de plsticos

5Comparado con los metales, los plsticos presentan nume-

rosas ventajas aunque tambin algunas limitaciones. Por

norma, se recomienda utilizar plstico en aquellas aplica-

ciones en las cuales se exige una relacin favorable entre

peso y resistencia mecnica.

El plstico es una muy buena solucin cuando se exigen

entre dos o tres de las caractersticas mencionadas a conti-

nuacin. En algunas ocasiones quizs se deba realizarse un

rediseo de la pieza para poder aprovechar las ventajas de

los plsticos a la hora de emplearlos como sustitutos de

otros materiales.

p Ventajas frente al metal Baja densidad Buena absorcin de ruidos y vibraciones Aislamiento elctrico o conductividad configurable Buena resistencia qumica Alta libertad de diseo Permeabilidad a las ondas electromagnticas Excelente resistencia a la corrosin Aislamiento trmico Pueden realizarse modificaciones especficas en la composicin qumica para cada aplicacin

q Limitaciones en comparacin con el metal Menor estabilidad trmica Mayor dilatacin trmica Propiedades mecnicas inferiores Menor vida til

Las ventajas y desventajas de los plsticos frente a los meta-

les arriba mencionadas deben tenerse en cuenta especial-

mente durante el mecanizado.

s Importante Buen aislamiento trmico Baja conductividad trmica: El calor no se evacua de la misma manera que en los metales, se disipa

ms lentamente y queda retenido en el material

Mayor dilatacin trmica que los metales Tener una buena fijacin y apoyo del plstico durante el mecanizado

s Posibles consecuencias si no se presta atencin La aportacin de una cantidad excesiva de calor a la pieza puede llevar a una liberacin muy rpida de las

tensiones y, consecuentemente, provocar un alabeo o

rotura

Una aportacin trmica excesiva provoca la dilatacin del plstico. Esto puede hacer que en determinadas

circunstancias, no se pueda respetar las tolerancias

exigidas en la pieza mecanizada

Una fijacin inadecuada de la pieza puede provocar deformaciones e incluso grietas durante el mecanizado

u Recomendaciones Asegurar una buena evacuacin del calor, intentando siempre que sea a travs de la viruta

Asegurar una buena fijacin del material

Para cada termoplstico deben determinarse las herra-

mientas y parmetros ptimos para el mecanizado por

arranque de viruta. Slo de este modo se podr lograr unas

piezas perfectas. En las pginas a continuacin encontrar

informacin detallada para el mecanizado de los diferentes

tipos de plstico.

Diferencias entre el plstico y el metal

6Los procesos de fabricacin, en especial la extrusin 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 compresin y el sinterizado. Los dems termo-

plsticos semielaborados se fabrican mediante la extrusin.

En este proceso de conformado, el material se funde y es

comprimido a travs de un tornillo sin fin y homogeneiza-

do. Mediante una presin ascendente y con la ayuda de un

herramienta adecuada el semielaborado va tomando su

forma: plancha, barra o barra perforadas.

Influencias de la extrusin Creacin de tensiones internas Las fibras del material se orientan fuertemente en la direccin de la extrusin

Ensinger ofrece una amplia cartera de productos semiela-

borados de plsticos estndar, plsticos de ingeniera y de

plsticos para altas temperaturas.

Tensiones internasLa presin resultante en la extrusin produce un flujo de la

masa de plstico fundido y crea en el material un estado de

tensin a cizalladura. El material semielaborado ya fabrica-

do va enfrindose lentamente desde las capas exteriores

hasta el centro. La baja conductividad trmica de los plsti-

cos provoca diferentes velocidades de enfriamiento por lo

que, mientras la capa exterior se ha solidificado, la parte

central del material todava sigue estando en estado lqui-

do. Los plsticos al pasar de un estado lquido a un estado

slido suelen sufrir una contraccin de volumen. Durante

la fase de enfriamiento, las capas exteriores del material ya

rgidas dificultan esta contraccin en la parte central.

Influencias del proceso de fabricacin

Las tensiones internas (en el centro) debidas al proceso tecnolgico

Los productos semielaborados son difciles de mecanizar: hExiste un alto riesgo de desgarre y rotura del material

Posibles soluciones

Tratamiento trmico (recocido) especfico para cada material para minimizar tensiones ( Pag. 19)

Para el proceso de mecanizado de productos semielabora-

dos plsticos se puede utilizar maquinaria tpica para meca-

nizar madera y metal con herramientas de acero rpido

(HSS).

Las herramientas con un ngulo de corte tpico para alumi-

nio son adecuadas. Pero en Ensinger recomendamos utili-

zar herramientas especiales para plstico con un ngulo

bien pronunciado.

Las herramientas de acero templado no se deberan utilizar

en plsticos reforzados con fibras debido a los cortos tiem-

pos de espera y al elevado tiempo de trabajo (problemas de

evacuacin de calor). En estos casos, se recomienda las he-

rramientas de carburo de tungsteno, cermica o con puntas

de diamante.

u Recomendaciones Utilizar herramientas especficas para plstico Tener una geometra de corte adecuada Herramientas muy afiladas

Creacin de tensiones en la parte central

Enfriamiento ms rpido en las capas exteriores

Cmo afecta el proceso de extrusin en el mecanizado?

Herramientas y maquinaria para el mecanizado de productos plsticos

7El mecanizado por arranque de viruta (definido segn la DIN 8580) es la manera ms rpida y econmica de fabricar piezas muy precisas, sobre todo series pequeas y medias. Se puede llegar a obtener tolerancias muy ajustadas siempre y cuando se empleen los parmetros adecuados.

Ensinger en s tiene varias dcadas de experiencia en el me-

canizado por arranque de viruta de plsticos tcnicos. Este

know-how nos permite fabricar componentes con una alta

precisin con todo tipo de plstico. Nos complace poder

ayudarle con toda esta informacin sobre el procesado de

los productos plsticos semielaborados.

Mecanizado por arranque de viruta

8

t

Sgen

Bohren

Frsen

Drehen

Sierras circulares Son adecuadas fundamentalmente para corte a medida de placas con cantos cortados rectos

Las sierras circulares pueden utilizarse, si se dispone de un accionamiento adecuado, para cortes rectos de

placas con espesores de hasta 100 mm

Las hojas de sierra deben ser de metal duro Emplear una velocidad de avance suficientemente elevado y ajustes adecuados:

h Asegura una buena evacuacin de la viruta h Evita el bloqueo de la hoja de sierra h Evita los sobrecalentamientos del plstico h Asegura una buena calidad de las aristas de corte

u Recomendaciones Uso de un dispositivo de fijacin adecuado:

hSe evita las vibraciones y los cantos cortados con imperfecciones que stas provocan,

adems de una posible rotura

Cortar en caliente materiales de alta resistencia y reforzados con fibra de vidrio (precalentamiento

a 80 120 C)

Las hojas de sierra de carburo de wolframio son resistentes al desgaste y ofrecen una calidad de

acabado superficial ptima

Cules son los mejores mtodos para cortar plsticos a medida?Los plsticos se pueden cortar tanto con una sierra de cinta

como con una circular. La eleccin depender del formato

del producto semielaborado. Por regla general, el mayor pe-

ligro es la generacin 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 Son especialmente idneas para el corte a medida de barras redondas y barras perforadas

Se recomienda utilizar cuas de apoyo Deben utilizarse hojas de sierra muy afiladas:

hBuena evacuacin de la viruta hEvita un rozamiento elevado entre la hoja y el material y por lo tanto una generacin excesiva

de calor

hEvita el bloqueo de la hoja de sierrap Ventajas:

El calor que se genera durante el aserrado se evacua satisfactoriamente a travs de la larga hoja de la sierra

Las sierras de cinta pueden utilizarse de manera muy verstil para cortes rectos, continuos o irregulares

Buena calidad de las aristas de corte

Aserrado

A destacar

En el aserrado de plsticos, asegurarse de utilizar unas hojas de sierra afiladas correctamente.

ngulo de incidencia [] ngulo de arranque []t Paso entre dientes [mm]

9Los plsticos pueden mecanizarse en tornos habituales. Sin

embargo, para obtener unos resultados ptimos deben uti-

lizarse herramientas especiales para plsticos.

Herramientas Utilizar herramientas con radios pequeos de corte Cuchilla de filo amplio y fino Geometra de cuchilla especial para el tronzado Herramientas con forma semejante a una cuchilla para materiales flexibles

Una geometra de la plaquita favorable para la evacuacin de la viruta

Permetros rectificados y superficies pulidasp Ventajas:

Superficie sin estras Reduce la acumulacin de material sobre la plaquita de corte

u Recomendaciones Seleccionar una velocidad de corte elevada Seleccionar una profundidad de arranque de viruta de al menos 0,5 mm

Utilizar aire comprimido con refrigerante Fijar bien el material debido a la baja rigidez de los plsticos:

hEstabilizacin de la pieza h Evita la deformacin de la pieza

p Ventajas:

Buena refrigeracin del materials Se elimina el flujo de viruta que se origina en algunos plsticos

Los plsticos 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-

cin de la viruta con el fin de evitar una acumulacin exce-

siva de calor.

Herramientas Idneas para termoplsticos

hFresa de disco hFresa de plana hFresa cilndrica hFresa tangencial hFresa perfiladap Ventajas:

hAlto rendimiento en el corte hAlta calidad en el acabado superficial y al mismo tiempo una buena evacuacin de la viruta

u Recomendaciones Velocidad de corte alta y de avance media Asegurar una buena fijacin del material:

hCon un movimiento de traslacin rpido y una alta velocidad de giro del husillo puede lograrse un buen

acabado superficial

Las piezas delgadas pueden sujetarse a la mesa de fresado mediante un dispositivo de aspiracin o con

cinta adhesiva por ambos lados

Para superficies planas, el fresado frontal resulta ms rentable que el fresado tangencial

En el fresado tangencial, las herramientas no deberan tener ms de dos labios, as se disminuyen las

vibraciones producidas por un mayor nmero de labios

y se facilita la salida de viruta

Cmo se puede conseguir una mejor calidad superficial mediante el fresado

Para el fresado de superficies, seleccionar un ngulo de arranque de la viruta bajo

Para un mayor rendimiento en el corte y calidad de acabado superficial ptimo se han de utilizar herra-

mientas de un solo

Es preferible el fresado en contra del avance frente al fresado convencional

Torneado Fresado

Corte Plaquita

Una superficie pulida y afilada evita la acumulacin de viruta

10

Para el taladrado de piezas de plstico debe elegirse un pro-

cedimiento apto para plsticos 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 plstico es muy importan-

te tener en cuenta la baja conductividad trmica del mate-

rial. Esto puede causar que los plsticos (en especial los se-

micristalinos) puedan generar un exceso de calor durante

este tipo de operacin de mecanizado, en especial en los

que la profundidad del agujero es mayor al doble que su

dimetro. Esto puede causar un manchado y deformacin

en la parte interior del material provocando unas tensiones

internas a compresin (en especial en los agujeros situados

en el centro de las barras). Estas tensiones si son lo sufi-

cientemente altaspueden provocar el alabeo, distorsin o

incluso un agrietamiento y fractura de la pieza. Estos efec-

tos se pueden evitar con la seleccin del mtodo adecuado

para procesar este tipo de material.

Herramientas En la mayora de los casos bastan unas brocas de acero rpido superior o de metal duro

comerciales bien afiladas

Utilizar brocas con margen reducido: h Reduccin del rozamiento y se reduce la acumulacin de calor

u Recomendaciones Uso de lubricantes refrigerantes Extraer frecuentemente la broca:

h Extraccin de la viruta hRefrigeracin adicional

Evitar la alimentacin manual: hSe asegura que la broca no se enganche hSe evita la formacin de grietas

u Recomendaciones para el taladro de agujeros de dimetro pequeo ( < 25 mm)

Se recomienda el uso de brocas de acero rpido (HSS) Uso de una broca helicoidal con un ngulo de espiral de 12 25:

h Ranuras helicoidales muy lisas hFavorece la evacuacin de la viruta

Extraccin frecuente de la broca: h Mejor extraccin de la viruta y evitacin de la acumulacin de calor

En piezas de paredes finas se recomienda: hVelocidad de corte elevada h En este caso, elegir un ngulo 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 dimetro grande ( > 25 mm)

Ejecutar un pretaladrado No realizar pretaladrados de dimetro superior a 25 mm A continuacin, ejecutar el taladro final con una cuchilla para torneado de interiores

Los agujeros en la seccin perpendicular de las barras deben de hacerse nicamente desde un lado:

hPara evitar tensiones internas no deseadas que puedan llevar a cabo un fallo por agrietamiento del

material

En casos extremos, en materiales reforzados se reco-mienda ejecutar el taladrado en una pieza precalentada

a aprox. 120C (tiempo de calentamiento aprox. 1 hora

por cada 10 mm de seccin)

hEl taladro final, debido a la precisin dimensional, se realiza despus 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. Adems no debe ejercerse una presin excesivamente elevada.

11

Frshobeln HobelnFrshobeln Hobeln

En los plsticos tcnicos, la mejor manera de tallar roscas

es mediante un peine de roscado en roscas exteriores o me-

diante fresado en roscas interiores.

Herramientas Uso de peines de roscar. La formacin de rebabas se puede evitar con peines de dos dientes

Otros sistemas no son recomendables ya que en el retroceso podra producirse otro corte

u Recomendaciones Para la perforacin de las roscas normalmente se debe prever la relacin entre material y dimetro

(valor orientativo: 0,1 mm)

No seleccionar avances excesivamente elevados para evitar un aplastamiento de la rosca

El cepillado y el regruesado son mtodos de fabricacin por

arranque de viruta con un filo geomtricamente definido

para la produccin de superficies planas, ranuras o perfiles.

Mientras en el cepillado se produce un arranque rectilneo

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 mto-

dos son adecuados para producir superficies planas y/o

uniformes en productos semielaborados. La diferencia

principal entre ambos est en que se obtiene un acabado

superficial distinto (estructura superficial, brillo).

El cepillado y el regruesado en Ensinger Ensinger puede ofrecer productos semielaborados tanto cepillados como regruesados a travs del servicio de

corte a medida

El mecanizado de placas de > 600 mm puede realizarse nicamente por el mtodo de regruesado

Las placas de < 600 mm pueden mecanizarse por ambos mtodos

Las piezas pequeas cortadas nicamente se cepillan

Tallado de rosca Cepillado / Regruesado

Superficie regruesada

Regruesado

Superficie fresada

Fresado

12

Sgen Hobeln

Schleifen Formhobeln

En el rectificado, mediante la interaccin de los movimien-

tos de corte y de la pieza, la alimentacin 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:

Rectificadora La herramienta utilizada Los parmetros de trabajo El material a mecanizar La redondez / linealidad del producto semielaborado

Los parmetros de trabajo especialmente decisivos son:

Velocidad de corte Velocidad de avance Alimentacin de la herramienta Avance transversal

Gracias al ajuste ptimo de la mquina y a la eleccin de

parmetros adecuados para el material correspondiente

puede lograrse una buena calidad de acabado superficial

con una mnima rugosidad superficial, tolerancias de di-

metro hasta h9, redondez y linealidad.

Rectificado en EnsingerPodemos ofrecer barras redondas calibradas a travs 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 Deben utilizarse herramientas adecuadas para plstico 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 dilatacin trmica de la pieza

Las herramientas deben presentar una separacin suficiente de tal manera que slo entra un filo de corte

en el plstico

Mquina de mecanizado Pueden obtenerse unas superficies de alta calidad si la mquina funciona con pocas vibraciones

Material Utilizar material que haya sido sometido a un recocido (por regla general, los productos semielaborados de

Ensinger han sido sometidos a tal tratamiento trmico)

Tener en cuenta siempre las propiedades de los plsticos (dilatacin trmica lineal, baja resistencia

mecnica, mal conductividad del calor)

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

Refrigeracin Uso de lubricantes refrigerantes para aquellas operaciones en las cuales se generen grandes

cantidades de calor (p. ej., taladrado)

Utilizar lubricantes refrigerantes adecuados

u Recomendaciones Las presiones ejercidas durante la fijacin no deben ser excesivamente altas ya que, de lo contrario, la pieza

puede sufrir deformaciones o se pueden dejar huellas

en lla tras el mecanizado

Elegir unos parmetros adecuados para la operacin de mecanizado ( Pag. 15)

Emplear velocidades de avance media-alta durante el mecanizado

Elegir velocidades de corte elevadas Debe garantizarse una buena evacuacin de la viruta para as evitar una obturacin de las herramientas y

no generar un sobrecalentamiento

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

14

DesbarbadoTras el fresado, rectificado, taladro, torneado o grabado, ge-

neralmente permanece en las superficies de la pieza y en

las aristas una pequea cantidad del material mecanizado.

Estas rebabas influyen negativamente en la calidad de aca-

bado superficial de la pieza. La formacin de rebabas en los

materiales plsticos depende de diferentes parmetros.

Herramienta

Eleccin de una herramienta especfica para el material Estado de la herramienta:

h Las herramientas desafiladas provocan una mayor generacin de calor y la formacin de una mayor

cantidad de rebaba

Material

El plstico es un mal conductor del calor: h Incremento de la temperatura del material, reduccin de la rigidez y de la dureza

hFusin de la rebaba Los plsticos blandos o ms tenaces como el PE, PTFE, PA, etc. tienden a formar ms rebabas;

sin embargo, los ms rgidos como el PEEK, PPS,

materiales reforzados con fibras no

Parmetros de mecanizado

Velocidad de avance Velocidad de corte:

hUna velocidad de avance y corte elevadas conducen a temperaturas ms elevadas

hFormacin de un mayor nmero de rebabas Asegurar una refrigeracin adecuada

Por los motivos mencionados es importante elegir para

cada material la herramienta adecuada y determinar los pa-

rmetros idneos para obtener unas superficies y aristas

ptimas y sin rebabas.

Mtodos habituales para el desbarbado en plsticos tcnicos

Desbarbado manual

Mtodo de desbarbado ms usual Flexible, pero requiere mucho trabajo Simultneamente se realiza la inspeccin visual de la pieza mecanizada

Desbarbado por chorreado

Proyeccin de producto abrasivo a alta presin sobre la

superficie de la pieza mecanizada; los mtodos de chorreado

ms utilizados son el chorreado de arena, con bolas de

vidrio, con soda, con hielo seco o con cscaras de nuez.

Tambin es un mtodo para el acabado superficial: h Alisado h Raspado h Eliminacin de impurezas

Desbarbado criognico

Eliminacin de rebabas a temperaturas en torno a -195C

mediante un chorreado o un agitador

Refrigerantes ms usuales: oxgeno lquido, dixido de carbono lquido, hielo seco

Las temperaturas bajas provocan un endurecimiento y fragilizacin del material

Desbarbado a la llama

Desbarbado mediante una llama

Peligro: La pieza puede resultar daada por un exceso de calor

Desbarbado por aire caliente

Fusin de las rebabas por influencia del calor

Mtodo muy seguro y fcil de controlar Se evitan daos 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-

lizndose una fuente trmica de infrarrojos en lugar del

aire caliente

Trovalizado / Desbarbado por vibracin

Tratamiento de las piezas junto con cuerpos abrasivos en

vibradores / rotadores

15

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 0,3

t

Sgen

Bohren

Frsen

Drehen

t

Sgen

Bohren

Frsen

Drehen

t

Sgen

Bohren

Frsen

Drehen

t

Sgen

Bohren

Frsen

Drehen

Directrices para el mecanizado por arranque de viruta

Aserrado Fresado

ngulo de incidencia

ngulo de arranque

Velocidad de corte

Paso entre dientes

Nmero de dientes

ngulo de espiral

ngulo de ajuste

Velocidad de corte Avance

Productos de TECA reforzados*

Calentamiento en el aserrado:A partir de 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVXA partir de 80 mm TECAMID 66 GF, TECAPET,

TECADUR PBT GFA partir de 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 60 mm TECAPEEK GF/PVX, TECATRON GF/PVXA partir de 80 mm TECAMID 66 MH, 66 GF, TECAPET,

TECADUR PBT GFA partir de 100 mm TECAMID 6 GF, 66, TECAM 6 MO, TECANYL GF

ngulo de incidencia [] ngulo de arranque []t Paso entre dientes [mm]

ngulo de incidencia [] ngulo de espiral [] ngulo de arranque [] ngulo de ajuste []

Taladro Torneado

Nmero de dientes

Velocidad de corte Avance

ngulo de incidencia

ngulo de arranque

ngulo de colocacinde la her- ramienta

Velocidad de corte Avance

Productos de TECA reforzados*

Precalentar el material a 120 C Precaucin 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.

ngulo de incidencia [] ngulo de arranque [] ngulo de posicionamiento

de herramienta []

El radio de la punta r debe se al menos 0,5 mm

ngulo de incidencia [] ngulo de arranque []

Direccin de fresado: En contra del avance

El avance puede ser de hasta 0,5 mm / diente

16

Entrevista con Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH

A qu se dedica la empresa Hufschmied?Hufschmied se ha especializado en el desarrollo y la fabri-

cacin de herramientas optimizadas para el mecanizado

por arranque de viruta para el sector plstico 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 confirmacin del pedido y

la entrega del material sea el mnimo posible. Como mate-

rial base utilizamos metales duros macizos y recubrimien-

tos de cermicos de alta calidad en funcin de los requisitos

del cliente.

Con qu experiencia cuenta la empresa Hufschmied en el mecanizado de plsticos?Hufschmied lleva en el mercado ya ms de 25 aos. Ya des-

de un inicio, nos especializamos en el mecanizado de pls-

tico ya que es el sector con mayor proyeccin. 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 ofrecindoles las

herramientas y procesos adecuados.

Cmo afrontan los retos tecnolgicos asociados a los nuevos materiales?Hasta la fecha hemos sido capaces de mecanizar todos los

plsticos que han ido llegando al mercado, si bien, para lo-

grarlo, a veces ha sido necesario realizar varios procesos de

optimizacin de la herramienta. Los plsticos son cada vez

ms verstiles y, en consecuencia, debemos adaptar las geo-

metras de las herramientas. En particular, para los plsti-

cos reforzados nos resulta til una ficha tcnica del mate-

rial. Dado que no somos fabricantes de los plsticos y

tampoco podemos analizarlos al detalle, nos vemos obliga-

dos confiar en estas fichas. Con las condiciones generales

como el tipo de mquina, fijacin de la pieza, herramienta

y parmetros adecuados, no habr ningn problema en

conseguir el resultado deseado. Todos nuestros ensayos se

analizan y registran en una base de datos. stos nos ayudan

en un futuro en el desarrollo de herramientas y procesos.

Desarrollo de procesos

Qu filosofa persiguen ustedes en el mecanizado de plsticos?En general, dimensionamos nuestras herramientas para

mecanizar en seco. Son relativamente escasas las veces en

que es preciso trabajar con refrigerante: Con frecuencia, la

aplicacin 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 plsti-

co y el aditivo. Nuestras herramientas estn dimensionadas

para el mecanizado por arranque de viruta a altas velocida-

des. Mediante elevados avances de dientes logramos que

prcticamente no se evacue calor hacia la pieza, producin-

dose la evacuacin a travs de la viruta.

A su juicio, cules son los principales problemas en el mercado del mecanizado de plsticos?Muchos clientes se siguen orientando todava segn el me-

canizado de metales. Cuando esto es as, surgen problemas

con el lubricado, alabeo, formacin de grietas o rebabas. So-

bre todo la formacin 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 slo algunos

pequeos detalles en la secuencia de ejecucin 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 geometras de herramienta

diferentes. Precisamente en las aplicaciones de gama alta, la

herramienta debe estar adaptada al material y a la pieza.

Slo de este modo se puede mecanizar sin riesgos y de ma-

nera econmica.

Pieza de buena calidad / rentable

Material

Programacin

Mquina

Elementos de fijacin de la pieza

Velocidad corte(mxima posible)

Herramienta

17

A su juicio, qu plsticos resultan especialmente crticos para el mecanizado?Sin duda alguna, los plsticos reforzados con fibras de car-

bono o de vidrio son muy exigentes. Actualmente se utili-

zan cada vez ms plsticos con materiales reforzados con

fibras. stos pueden poner en peligro la vida de una herra-

mienta. Sin embargo, conociendo qu contiene cada mate-

rial plstico 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 parmetros correctos y una buena mquina.

Tienen ustedes alguna recomendacin especial sobre cmo se determina el mtodo ptimo de mecanizado de un plstico?Antes de recomendar debo saber cmo funciona la mqui-

na. Cmo se las arregla con el mecanizado de radios pe-

queos o con una velocidad de avance rpida? A partir del

plano, de las velocidades de corte y de la velocidad de avan-

ce disponible as como del sistema de fijacin de la pieza, se

puede definir la herramienta. En el momento en que estn

definidas las herramientas, se adaptan los programas. Se

pueden consultar los valores bsicos en nuestra pgina web

(www.hufschmied.net). Adems, el mecanizado en contra

del avance es siempre un asunto complicado. Son muchos

los que programan (como estn habituados a hacerlo en el

mecanizado de acero) la mquina a favor del avance y, lue-

go se encuentran con grandes problemas de formacin de

rebabas y mala calidad de acabado superficial.

Existe algn sector dnde se debe tener en cuenta determinadas particularidades en el mecanizado de plsticos?Cada sector tiene sus propias condiciones a las cuales debe-

mos adaptarnos. Por ejemplo, en los equipos mdicos. En

la mayora de estos casos, el mecanizado debe realizarse en

seco. Adems suelen ser producciones de piezas muy pe-

queas por lo que se requiere utilizar herramientas espec-

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 precisin.

Mediante qu propiedades determinan la mecanizabilidad de los plsticos?En la mayora de los casos, para poder determinar la meca-

nizabilidad por arranque de viruta necesitamos los siguien-

tes datos:

La identificacin lo ms exacta posible del material Est el material reforzado o ha sufrido modificaciones adicionales?

Qu formato tiene el material, barra o placa? Qu aspecto debe presentar el producto final? Qu mquina est disponible? Cmo se fija la pieza?

A partir de estas respuestas se determina la mecanizabili-

dad del material. Si el cliente lo desea, podemos realizar

tambin tests en nuestras mquinas. En ese caso, se crea

un protocolo de ensayos con parmetros, imgenes y un

vdeo de demostracin.

Qu parmetros pueden optimizarse en las operaciones de mecanizado?Como ya se ha mencionado, algunos parmetros son im-

portantes para un buen mecanizado:

Velocidad de corte Paso entre dientes Fijacin de pieza y herramienta Mecanizado a favor y en contra del avance Refrigeracin Estructura del programa

Sin embargo, el parmetro ms 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 problemtica

Formacin 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 evacuacin del calor a travs de la viruta.

p Ventajas del mecanizado en seco No quedan restos de fluidos en la superficie de la piez

hResulta ventajoso para piezas destinadas a equipos mdicos o al sector alimentario (no se produce

migracin de partculas)

hSe evita que el material se vea afectado por el lubricante refrigerante (hinchamiento, variacin

dimensional, grietas por tensiones, )

hNo se produce ninguna interaccin con el material hSe evita el posible error en la estimacin de la cantidad de lubricante refrigerante por parte del

mecanizador

s Atencin En el mecanizado en seco, es muy importante la refrigeracin para poder evacuar el calor.

Actualmente existe una tendencia a la mecanizacin plsti-

cos tcnicos en seco y eso se debe a que hoy da se dispone

de una gran experiencia en el mecanizado de plsticos. Los

procesos que s que requieren el uso de refrigerantes son:

Taladros profundos Tallado de rosca con terraja Aserrado de materiales reforzados

Sin embargo, para conseguir una mejor calidad superficial

y unas tolerancias muy ajustadas hay que utilizar superficie

de corte refrigerada. Adems esto permite que se pueda uti-

lizar una velocidad de avance superior por lo que los tiem-

pos de produccin se reduciran.

Mecanizado con refrigeracinSi se requiere refrigeracin, se recomienda

Refrigeracin a travs de la viruta Uso de aire comprimido

hVentaja: Refrigeracin y extraccin simultnea de la viruta fuera de la zona de trabajo

Uso de lubricantes refrigerantes solubles en agua Tambin puede utilizarse taladrina y aceites para corte comerciales. La aplicacin de spray y aire

comprimido son mtodos muy eficaces

Mecanizado de plsticos amorfos

Evitar del uso de lubricantes refrigerantes ya que los materiales son propensos a la formacin de grietas

por tensiones internas

Si la refrigeracin es necesaria: hEliminar inmediatamente el lubricante refrigerante de las piezas con isopropanol o agua pura

hUtilizar lubricantes refrigerantes adecuados Agua pura Aire comprimido Lubricantes especiales: Podr obtener ms informaciones dirjase a su proveedor de

lubricantes refrigerantes

Refrigerantes y lubricantes refrigerantes

19

Recocido

Proceso de recocido La operacin de recocido consiste en un tratamiento trmi-

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 continuacin se deja enfriar de nuevo lenta y

uniformemente hasta temperatura ambiente.

Recocido para alivio de tensiones Las tensiones residuales que se originan durante el proceso de fabricacin pueden reducirse en gran

medida mediante este recocido

Aumentar la cristalinidad de los materiales Optimizar las caractersticas mecnicas del material Formacin de una estructura cristalina uniforme en los materiales

Mejora parcial de la estabilidad ante ataques por productos qumicos

Reduccin de la tendencia al alabeo y de las variaciones dimensionales (durante o despus de la transformacin)

Mejora continuada de la estabilidad dimensional

En Ensinger, por norma general, los productos semielabo-

rados son sometidos a un recocido de alivio de tensiones

despus de la produccin. De este modo se asegura que el

material que usted recibe mantiene su estabilidad dimen-

sional durante y despus del proceso de mecanizado y pue-

de mecanizarse mejor.

Recocido intermedioPuede resultar prctico someter las piezas crticas a un paso

de recocido intermedio durante su mecanizado. Esto es ne-

cesario sobre todo:

Cuando se exigen tolerancias ajustadas Cuando debido a la forma tienen tendencia al alabeo (asimetra, estrechamiento de las secciones, cajeras o

ranuras)

En los materiales reforzados con fibra / aditivados (la orientacin de las fibras puede intensificar el alabeo)

hEl mecanizado puede provocar la aparicin de nuevas tensiones en la pieza

Si se utilizan herramientas desafiladas o inadecuadas: hstas provocarn tensiones

En casos de una aportacin excesiva de calor a la pieza debido a velocidades de corte y avance inadecuados

En casos de una extraccin de material elevada, sobre todo cuando se mecaniza por un solo lado

Material Designacin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin 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 disminucin de 20 C / h hasta 40 C

* A temperatura mxima, mientras no se indique lo contrario.

20

Cambios morfolgicos y contraccin del materialEl calor transferido a los plsticos tiene siempre repercusio-

nes directas. Este calor procede en la mayora de casos de::

Recocido Mecanizado (calor por friccin) Uso (temperatura de servicio, esterilizacin por vapor)

Plsticos semicristalinos

El recocido da lugar a una homogenizacin de las propiedades del material

h Aumento de la cristalinidad h Optimizacin de las propiedades mecnicas h Mejora de la estabilidad dimensional h Mejora de la estabilidad ante ataques por productos qumicos

El mecanizado puede llevar a sobrecalentamientos locales debidos a la friccin con las herramientas:

h Cambios microstructurales h Contraccin

Particularmente el TECAFORM es crtico en este aspecto

hUn mecanizado inadecuado puede provocar una fuerte deformacin o alabeo de la pieza.

Plsticos amorfos

Son menos crticos respecto a la estabilidad dimensional y el alabeo.

Ejemplo de la problemtica de alabeo que surge en el mecanizado por un solo lado

1. Amarillo = superficie mecanizada

2. Aparece un alabeo despus de mecanizar el material

Un recocido intermedio puede ayudar a reducir estas ten-

siones as como el riesgo al alabeo. En este sentido, para

conseguir las dimensiones y tolerancias necesarias se debe

tener en cuenta:

En primer lugar, pretrabajar las piezas por desbaste antes del recocido intermedio, ya que este proceso

puede provocar una cierta contraccin de las piezas

Por lo tanto, el mecanizado final de la pieza no debe producirse hasta despus de haber realizado el recocido.

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 plsticos amorfos se reduce el riesgo de agrietamiento interno.

Duracin [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 retencin

Ciclo de recocido

t1 t2 t3 t4

21

Estabilidad y precisin dimensionalLa estabilidad dimensional es una propiedad a tener en

cuenta en cada proceso que est sometido el material. Des-

de la fabricacin del semielaborado hasta la pieza final hay

varios factores que pueden influir en la precisin dimensio-

nal de una pieza.

Absorcin de humedad

Por lo general, los plsticos con una escasa absorcin de humedad presentan una estabilidad dimensional muy

buena y pueden fabricarse con tolerancias ajustadas

Ejemplos: TECAFORM AH / AD, TECAPET,

TECATRON, TECAPEEK

Los plsticos con una absorcin elevada de humedad muestran una fuerte influencia de la humedad en la

estabilidad dimensional

Ejemplos: TECAMID, TECAST

h La absorcin / aporte de humedad conduce al hinchamiento o a la merma del material

hSe recomienda un acondicionamiento antes del mecanizado

Relajacin de tensiones

En principio, las tensiones internas tiene muy poca influencia en la precisin dimensional de la pieza

acabada durante el mecanizado a temperatura ambiente

hPieza acabada con estabilidad dimensional. Durante el almacenamiento o servicio, las tensiones acumuladas pueden desaparecer, implicando una

variacin dimensional

Resulta especialmente crtico 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

Aportacin de calor

Son crticos todos aquellos procesos en los cuales se origine calor dentro del material

h Ejemplo: Recocido, mecanizado, servicio a temperaturas elevadas, esterilizacin

Las temperaturas por encima de la temperatura de transicin vtrea provocan una variacin de la

microstructura y, consecuentemente una contraccin

despus de su enfriamiento de nuevo

hLa contraccin y el alabeo aparecen en particular en piezas de geometra asimtrica

h Los termoplsticos semicristalinos presentan una elevada contraccin (de hasta ~1,0 2,5 %) y son

crticas en cuanto al alabeo

h Los termoplsticos amorfos presentan una contrac-cin inferior (~0,3 0,7 %) y una mayor estabilidad

dimensional respecto a los termoplsticos semi-

cristalinos

En numerosas ocasiones, debe tenerse presente la elevada dilatacin trmica (en comparacin con el metal)

u Recomendaciones para el mecanizado Asegurar una buena evacuacin del calor con el fin de evitar los sobrecalentamientos locales

En el caso de una gran extraccin de material se recomienda realizar un recocido intermedio para

reducir las tensiones internas

Los plsticos requieren una mayor tolerancia de fabricacin que los metales

No se debe aplicar una fuerza excesivamente elevada en la fijacin del material, con el fin de evitar una posible

deformacin

En los materiales reforzados con fibra, se debe prestar atencin a la orientacin de la pieza dentro del producto

semielaborado (tener presente la direccin de extrusin)

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 mecnicas equilibradas. Estos materiales presen-

tan una mecanizabilidad muy buena y, en principio,

tienden a la formacin de una viruta corta. Pueden mecani-

zarse con una velocidad de avance elevada.

Sin embargo, se ha de intentar siempre aportar el mnimo

de calor posible al TECAFORM y TECAPET ya que presen-

tan una alta contraccin 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 parmetros 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 ms dura y frgil. Debido a su estruc-

tura qumica, las poliamidas tienden a absorber la humedad,

una propiedad que les confiere su excelente equilibrio entre

tenacidad y resistencia mecnica.

En los productos semielaborados de pequeas dimensiones

y en piezas pequeas, la absorcin de humedad a travs de

la superficie hace posible una distribucin de la humedad

prcticamente constante y homognea a travs de su sec-

cin transversal. En productos semielaborados de dimen-

siones mayores (en particular en barras redondas/placas a

partir de 100 mm de dimetro/espesor), el contenido de hu-

medad aumenta de fuera hacia adentro.

En el caso ms desfavorable, el centro del material presenta

una mayor dureza y fragilidad, mientras que las zonas de

los bordes son ms tenaces. En estas piezas, adems de las

tensiones internas provocadas por el proceso de extrusin,

se ha de sumar el riesgo de aparicin de grietas internas

debido al mecanizado.

Tambin hay que remarcar que la absorcin de humedad

afecta a la estabilidad dimensional. Este hinchazn se debe

tener en cuenta en el mecanizado y dimensionamiento de

piezas de poliamida. La absorcin de humedad (acondicio-

namiento) del producto semielaborado tiene una fuerte in-

fluencia en el mecanizado. En especial, las piezas de espe-

sores pequeos (hasta ~ 10 mm) pueden absorber hasta un

3 % de humedad. Como regla general:

Una absorcin de humedad del 3 % provoca una variacin dimensional de aprox. 0,5 %!

Mecanizado TECAST T

Tiende a la formacin de viruta corta Por este motivo, presenta una buena mecanizabilidad

Mecanizado de TECAMID 6 y TECAMID 66

Formacin de una viruta fluida y larga Es necesaria una extraccin de la viruta de la herramienta/pieza ms frecuentemente.

Para que se genere una viruta ms corta y fcil de romper:

hParmetros adecuados hEleccin 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 caractersticas del material

A destacar

Si es posible, mecanizar los plsticos amorfos en seco. Si resulta absolutamente imprescindible el uso de lubricantes refrigerantes, debera limpiarse bien la pieza justo despus.

23

TECANAT, TECASON,TECAPEI Termoplsticos amorfosEl TECANAT, TECASON y TECAPEI son plsticos amor-

fos. Estos materiales tienden a la formacin 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 parmetros de mecanizado especficos.

No utilizar velocidad de avance elevados Evitar las presiones excesivamente altas Evitar unos esfuerzos de amarre excesivos Seleccionar velocidades de corte ms bien elevadas Utilizar herramientas muy afiladas

s Durante el diseo de las piezas, tener en cuenta

Evitar los esfuerzos de cizalladura (en el diseo y mecanizado)

Disear las aristas y geometras de manera especfica para cada material (elegir aristas interiores ms bien

redondeadas)

Teniendo en cuenta los parmetros 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

mecnica inferior.

s Por este motivo, en el mecanizado se debe tener en cuenta los

siguientes detalles:

Los materiales tienden a quedarse detrs o apartarse de la fresa

hAumenta la rugosidad (formacin de microfisuras, puntas, superficie rugosa)

Evitar que la fresa repita el corte hProvoca tambin una superficie rugosa

Es necesario una segunda pasada adicional para alisar la superficie

En ocasiones se requiere tambin un desbarbado Seleccionar una fuerza de sujecin adecuada para evitar un

aplastamiento de la pieza y, por lo tanto, unas piezas sin

precisin 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 h-

medas en mquinas convencionales para mecanizado de

metales.

s Recomendaciones

Herramientas

Utilizar herramientas de metal duro Las herramientas con un ngulo de corte para el aluminio son muy adecuadas

Para los productos TECASINT reforzados con un alto porcentaje de fibras de vidrio o bolas de vidrio, utilizar

herramientas recubiertas de diamante o cermica

Mecanizado

Aplicar una alta velocidad de corte, baja velocidad de avance y mecanizar en seco para mejorar los resultados.

El mecanizado en mojado aumenta la presin de corte y favorece la formacin de rebabas, pero se recomienda

para prolongar las vida til de las herramientas

Fresado a favor del avance para evitar un astillamiento del material

En la mayora de los casos, no es necesario un recocido intermedio

s Debido a la elevada absorcin de humedad de las poliimidas,

se recomienda empaquetar las piezas en vaco. Con el fin de

evitar variaciones dimensionales en piezas de alta calidad cau-

sadas por la absorcin de humedad, se recomienda desempaque-

tar las piezas justo antes de utilizarlas.

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Materiales TECAreforzados con fibra de vidrioLos materiales reforzados con fibra incluyen todo tipo de

fibras. Entre stas 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

Utilizar siempre herramientas de metal duro (acero al carbono K20) o idealmente utilizar herramientas

recubiertas con diamante policristalino (PDC)

Utilizar herramientas muy bien afiladas Inspeccionar con regularidad las herramientas ya que los materiales pueden tener un efecto abrasivo sobre

stas:

hMayor vida til de la herramienta hEvita una aportacin excesiva de calor

Fijacin de los productos semielaborados

La fijacin debe realizarse en la direccin de extrusin (mxima resistencia a la compresin)

Aplicar unos esfuerzos de sujecin lo ms reducidos posibles

hEvita deformacin por flexin hReduce el alabeo y el riesgo de formacin de grietas por tensiones internas

Precalentamiento

Se recomienda un precalentamiento de los productos semielaborados para su posterior mecanizado:

hMayor tenacidad del material en caliente Para tal fin, calentar moderadamente los productos semielaborados

Recomendamos calentar a un ritmo de 20C por hora hasta 80 120 C

Para una distribucin uniforme de la temperatura en la seccin transversal del producto, recomendamos

mantener la temperatura 1 hora por cada 10 mm de

espesor

A esta temperatura, el producto debe mecanizarse sin llegar a las dimensiones finales (desbaste)

El acabado debe realizarse tras enfriar a temperatura ambiente

La herramienta tambin debe calentarse antes del mecanizado

hEvita la evacuacin de calor del propio material

Mecanizado

Fresar ambos lados del producto semielaborado: h Realizar pasadas con un mximo de 0,5 mm hPermite hacer una distribucin de tensiones ms homognea en el producto semielaborado

hSe obtiene piezas de mayor calidad

Ejemplo

Por ejemplo, para una medida final de 25mm recomenda-

mos utilizar una placa de 30mm de espesor, el cual debe

fresarse 2mm por cada lado antes del mecanizado final. En

este caso, debe darse varias veces la vuelta a la placa y se

debe fresar un mximo de 0,5mm en cada operacin. Lo

ideal es realizar este proceso con el material en caliente. A

continuacin se realiza el mecanizado final tras haber en-

friado el producto a temperatura ambiente. Esta operacin

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 til de las herramientas as 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 poliaril-

tertercetona con un 50 o 60 % de fibra de carbono. El

mecanizado del TECATEC es un poco ms complejo que el

mecanizado de materiales reforzados con fibras cortas. De-

bido a su estructura con diferentes capas, un mecanizado

errneo puede llevar a:

Astillamientos Delaminaciones Deshilachados Fisuras a travs de fibras

Por este motivo, para este material se debe realizar un me-

canizado especial. Sin embargo, ste debe definirse para

cada componente.

Diseo del producto semielaborado

La versatilidad del TECATEC para una aplicacin determi-

nada y la calidad de la pieza acabada dependen fundamen-

talmente de la orientacin de la pieza dentro del producto

semielaborado. Ya en la fase de desarrollo, es muy impor-

tante tener en cuenta la orientacin fibra, en especial por el

tipo de carga en la aplicacin (traccin, compresin, fle-

xin) y el posterior mecanizado por arranque de viruta.

Herramientas

Para lograr una vida til superior en comparacin con las

herramientas de acero rpido o de metal duro recomenda-

mos utilizar:

herramientas de diamante policristalino (PDC) herramientas de cermica herramientas recubiertas de titanio herramientas con recubrimiento funcional (tecnologa de plasma)

Adems de una mayor vida til, estas herramientas ayudan

a minimizar considerablemente la fuerza resultante al

avance del material.

Afilar las herramientas moderadamente. Determinar un buen equilibrio entre la calidad de acabado superficial (con cuchillas muy afiladas) y la vida

til de la herramienta (cuchilla menos afilada).

Dimensionar la geometra de la fresa de tal modo que se corten las fibras ya que, de lo contrario, existe el riego

de las fibras se deshilachen.

Debido a la alta abrasividad de las fibras de carbono, hay que revisar y cambiar las herramientas regularmente.

h Evita una aportacin excesiva de calor y el alabeo debido a unas herramientas desafiladas

Mecanizado

Existe un mayor riesgo de astillamiento y formacin de rebabas si se mecaniza paralelamente a las fibras que si

se realiza perpendicularmente

Para tolerancias ms ajustadas, las piezas pueden templarse varias veces

Debido a una buena conductividad del calor gracias al alto contenido de fibras cabe esperar una buena

disipacin del calor en el mecanizado. Por este motivo,

recomendamos mecanizar el material en seco

Parmetros de mecanizado y de la herramienta

Recomendamos tener presentes los siguientes parmetros:

Evitar una presin de avance elevada Seleccionar un ngulo de incidencia muy alto (150 180 C)

Ajustar una velocidad de avance muy baja (aprox. < 0,05 mm/min)

Seleccionar una velocidad de corte elevada (aprox. 300 400 m/min)

Con esta informacin se pretende hacer una aproximacin

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

Herramienta desafilada Espacio insuficiente para evacuar la viruta

Alimentacin insuficiente de refrigerante

Superficie rugosa

Velocidad de avance excesivamente alta

Herramienta afilada de manera inadecuada

Filo de corte sin rectificar

Marcas en forma de espiral

La herramienta roza durante el retorno

Rebabas en la herramienta

Superficies cncavas y convexas

ngulo de incidencia excesiva-mente alto

Herramienta no perpendicular al eje

La herramienta se desva hacia un lado

Velocidad de avance excesiva-mente alta

Herramienta montada muy por encima o por debajo del centro

Lengetas o rebabas al final de la cara de corte

ngulo de incidencia insuficiente Herramienta desafilada Velocidad de avance excesivamente alta

Rebabas en el dimetro exterior

Herramienta desafilada No hay espacio suficiente entre el material y la herramienta

Problemas Causas

La superficie ha empezado a fundirse

Herramienta desafilada o rozamiento en rebaje

Espacio insuficiente para evacuar la viruta

Velocidad de avance excesivamente alta

Velocidad del eje muy alta

Superficie rugosa

Velocidad de avance excesivamente alta

ngulo de incidencia incorrecto Herramienta demasiado afilada (se requiere una fresa redondeada)

Herramienta no centrada

Rebabas las aristas

Herramienta desafilada Juego lateral / espacio para desprendimiento de la viruta

insuficiente

No hay ngulo de ajuste en la herramienta

Grietas o astillamientos en los vrtices

Excesiva inclinacin positiva en la herramienta

La aproximacin de la herramienta no se ha hecho con suficiente

suavidad (la herramienta golpea

demasiado fuerte contra el material)

Herramienta desafilada Herramienta montada por debajo del centro

Herramienta demasiado afilada (se requiere una fresa redondeada)

Marcas de vibracin

La fresa redondeada excesivo en la herramienta

La herramienta bien sujeta El material no se gua suficientemente bien

Ancho de corte excesivo (utilizar 2 cortes)

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Taladro

Problemas Causas

Agujeros que se estrechan

Broca no bien rectificada Espacio insuficiente para evacuar la viruta

Avance excesivo

Superficie quemada o fundida

Uso de brocas inadecuadas Broca no bien rectificada Avance muy bajo Broca desafilada

Astillamientos en la superficie

Velocidad de avance excesivamente alta

Demasiado espacio para evacuar la viruta

Inclinacin excesiva

Marcas de vibracin

Demasiado espacio para evacuar la viruta

Avance muy bajo Inclinacin excesiva

Marcas en el dimetro interior

Velocidad de avance excesivamente alta

Broca no centrada La punta de la broca no est en el centro

Taladros ms grandes

Punta de la broca no est en el centro

Taladro demasiado grueso Espacio insuficiente para evacuar la viruta

Velocidad de avance excesivamente alta

ngulo de incidencia muy grande

Problemas Causas

Taladros equeos

Broca desafilada Demasiado espacio para evacuar la viruta

ngulo de incidencia muy pequeo

Taladros no concntricos

Velocidad de avance excesiva-mente alta

Velocidad del muy baja La broca penetra demasiado profundo

La herramienta de tronzado deja una lengeta que provoca el desvo

de la broca

Taladro demasiado grueso Velocidad de taladrado dema - siado alta en el arranque

La broca no est fijada en el centro La broca no est correctamente afilada

Rebabas en el tronzado

Herramienta de corte desafilada La broca no pasa completamente a travs de la pieza

Desafilado rpido de la broca

Avance muy bajo Velocidad del eje muy baja Lubricacin insuficiente

A destacar

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