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.

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

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FRESADO

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.

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.

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

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.

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.

Cizalla electromecánica

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.

Cortadora por hilo automática

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