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
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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
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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
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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
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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 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
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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 0,3
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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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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