Mecanizado CNC de acrílico: Ventajas, consejos y cómo mecanizar

El acrílico es un plástico muy utilizado para fabricar productos de consumo. Tiene muchas ventajas en comparación con materiales como el vidrio y el policarbonato. Un método habitual para fabricar piezas acrílicas es el mecanizado CNC. Por tanto, es importante conocer el proceso de fabricación del acrílico, sobre todo cuando se utiliza el mecanizado CNC.

En este artículo, exploraremos el proceso de mecanizado CNC de acrílico, destacaremos sus ventajas y proporcionaremos consejos útiles para el mecanizado de acrílico.

Propiedades del acrílico mecanizado CNC

El polimetacrilato de metilo (PMMA), comúnmente conocido como acrílico de mecanizado CNC, es un termoplástico transparente que se utiliza con frecuencia como sustituto ligero o resistente a los impactos del vidrio. He aquí algunas características esenciales del acrílico.

Resistencia química

En acrílico, puede utilizar ácidos inorgánicos diluidos, detergentes, álcalis y limpiadores. La mayoría de los productos químicos de laboratorio no dañan el acrílico, por lo que puede utilizarlos con toda confianza sin preocuparse de dañar el material.

Estabilidad bajo exposición UV

El acrílico mecanizado por CNC es resistente a los rayos UV, lo que le permite soportar una exposición prolongada a la luz solar. Esta característica lo convierte en un material excelente para aplicaciones exteriores que requieren exposición a los elementos climáticos.

Alta claridad óptica

En comparación con el vidrio u otros polímeros, el acrílico es más transparente y puede transmitir hasta 92% de luz visible. Además, puede teñirse o colorearse manteniendo su transparencia.

Maquinabilidad

Al igual que la madera, el acrílico mecanizado por CNC es fácil de serrar, mecanizar y taladrar. Además de las prácticas de mecanizado convencionales, también es fácil de calentar, curvar y doblar para darle forma.

Dureza de la superficie

El acrílico es un termoplástico robusto y duradero. Su densidad oscila entre 1,17 y 1,20 g/cm³. Tiene una excelente resistencia al rayado y estabilidad dimensional en comparación con otros polímeros transparentes. Esta estabilidad dimensional se debe a su alta densidad, que le impide absorber mucha agua o humedad.

Resistencia a los impactos

El acrílico resiste mejor las roturas que el vidrio. Es un material más seguro para aplicaciones en las que la rotura es una preocupación. Aunque puede romperse en caso de impacto extremo, es menos probable que lo haga en comparación con el vidrio.

Ventajas del mecanizado CNC para acrílico

Cuando se trabaja con mecanizado CNC, el acrílico ofrece varias ventajas para producir componentes intrincados y precisos.

Acabado superficial

El mecanizado CNC de acrílico puede producir acabados increíblemente suaves característicos del aspecto del material. La precisión de las sendas CNC, combinada con las velocidades de husillo y avance adecuadas, minimiza en gran medida los defectos superficiales.

Gracias a ello, el acrílico alcanza una suavidad que con frecuencia se compara con la del vidrio, lo que resulta esencial para su uso generalizado en aplicaciones ópticas y transparentes. La rugosidad de la superficie es precisa gracias al control exacto que proporciona la tecnología CNC,

Alta repetibilidad

La precisión controlada por ordenador del mecanizado CNC garantiza resultados uniformes en grandes series de producción, ya que cada pieza acrílica se fabrica exactamente de la misma manera.

Mayor exactitud y precisión

Tolerancia de mecanizado CNC permite fabricar piezas acrílicas con gran exactitud, lo que proporciona una mayor precisión y tiempos de ciclo más rápidos. Además, un CNC estándar de mecanizado de acrílico puede conseguir piezas con una precisión de entre 0,001 y 0,005 pulgadas, lo que permite el mecanizado preciso de productos acrílicos intrincados.

¿Cómo mecanizar acrílico con CNC?

El mecanizado CNC de acrílico proporciona piezas cortadas con precisión, pulidas y de excelente calidad cuando se hace correctamente. Hay pasos sobre cómo CNC mecanizado de acrílico.

1. Preparación del diseño

Este proceso comienza con un programa de diseño asistido por ordenador (CAD) para preparar su diseño. Verifique que el diseño de su pieza acrílica se ajusta a las limitaciones de su máquina CNC.

Tras obtener el diseño del CNC, cree la trayectoria de la herramienta con el software de fabricación asistida por ordenador (CAM). El software CAM convertirá su dibujo CAD en código G, el lenguaje que entiende la máquina CNC.

2. Establecer operaciones de mecanizado

La máquina CNC procesará ahora sus datos y preparará las acciones necesarias para fabricar el producto acrílico según las especificaciones de su diseño. Le ofrecerá una serie de operaciones de mecanizado CNC de acrílico, como taladrado, rectificado, fresado y corte, para procesar la pieza de trabajo de acrílico.

3. Inicio de los procedimientos de mecanizado de acrílico CNC

Puede iniciar los procesos de mecanizado de las piezas acrílicas en cuanto los materiales estén preparados y el equipo de mecanizado haya establecido su secuencia de funcionamiento. La pieza acrílica se fabricará tal y como usted la haya diseñado utilizando la maquinaria CNC, que se ceñirá a su diseño.

4. Finalización del mecanizado

El producto acabado habrá sido sometido a varios procesos de mecanizado, como taladrado, torneado y fresado. Gracias al alto factor de repetibilidad de los equipos de mecanizado CNC de acrílico, obtendrá las mismas piezas para cada material con el que trabaje. También puede optar por posprocesar las piezas mecanizadas de acrílico para mejorar su aspecto.

Diferentes operaciones de mecanizado de acrílico CNC

Existen varias operaciones de acrílico CNC que se utilizan para fabricar piezas de acrílico. Estas operaciones dan como resultado la producción de piezas acrílicas de alta calidad.

Fresado acrílico CNC

El fresado acrílico CNC es el proceso de mecanizado y moldeado preciso de láminas acrílicas con un Fresadora CNC. Esta técnica consiste en eliminar el material sobrante de las planchas acrílicas mediante herramientas de corte multipunto giratorias. La pieza se alimenta a la herramienta de corte en la misma dirección que su rotación.

El fresado CNC de acrílico ofrece funcionalidades como el fresado periférico, el corte superficial y el corte profundo. Los sectores de la señalización, las cubiertas de faros y la electrónica son algunos de los que utilizan con frecuencia el fresado de acrílico CNC.

Torneado acrílico CNC

Este proceso utiliza una única herramienta de corte de punta giratoria para eliminar material de una pieza acrílica giratoria. La herramienta de corte avanza sobre la pieza de trabajo en línea recta, eliminando material alrededor de la periferia hasta conseguir la forma deseada. Torneado Mecanizado CNC El torneado de acrílico es capaz de realizar diversas operaciones de mecanizado, como roscado, mandrinado, ranurado y refrentado.

Acabado de superficies acrílicas CNC

El mecanizado CNC puede utilizarse para conseguir el acabado superficial deseado para el acrílico. Esto puede implicar procesos de refrentado o corte al vuelo. Pueden emplearse métodos como el lijado, el pulido o el abrillantado para aumentar la transparencia, la claridad o el brillo. También pueden utilizarse productos químicos, abrasivos e instrumentos especiales para lograr altos grados de transparencia.

Taladrado acrílico CNC

Las máquinas CNC pueden taladrar orificios precisos en artículos acrílicos utilizando brocas estándar. Es aconsejable ajustar la velocidad del husillo de la máquina y la velocidad de avance para evitar grietas, astillado o fusión. Debe utilizarse refrigerante durante el proceso de taladrado, y las estrategias de evacuación de virutas, como los ciclos de taladrado de picotazo, pueden garantizar agujeros limpios.

Grabado acrílico CNC

Con una máquina CNC se pueden grabar textos, logotipos y diseños personalizados en superficies acrílicas. Para ello pueden utilizarse cortadoras de ranuras en V, herramientas de grabado por láser y brocas de grabado especiales. La profundidad del grabado y la velocidad de la herramienta dependen del tipo de grabado deseado y del nivel de detalle.

Tratamiento de superficies para acrílico mecanizado por CNC

Cuando se requieren tratamientos superficiales, éstas son las técnicas de acabado típicas para el mecanizado CNC de acrílico.

Pulido por vapor

Las piezas acrílicas CNC pueden mejorar el brillo de su superficie mediante el pulido con vapor, un procedimiento de postprocesado. Para conseguir una superficie lisa y brillante, las piezas se someten a un vapor disolvente, como la acetona, que funde la capa exterior del acrílico y permite su reflujo.

Además de mejorar la transparencia y el atractivo visual de la pieza, esta técnica puede ayudar a borrar arañazos, marcas de herramientas y otros defectos. El pulido por vapor se utiliza ampliamente para dar a los componentes acrílicos de mecanizado CNC una superficie superior, similar al vidrio.

Pulido fino a mano

A las piezas acrílicas mecanizadas por CNC se les aplica un método de postprocesado humano denominado pulido fino manual para mejorar aún más su acabado superficial. La superficie de la pieza se pule manualmente utilizando diversos instrumentos de pulido, como papel de lija o un compuesto de pulido, además de pulidores manuales o herramientas rotativas.

Esta técnica no rompe las características de la superficie El pulido fino a mano, que permite un control exacto y la personalización, garantiza un resultado final de alta calidad y estéticamente agradable.

Consideraciones importantes para el mecanizado de piezas acrílicas

El mecanizado de piezas acrílicas es un proceso complejo. He aquí algunos factores a tener en cuenta durante la creación de prototipos o la fabricación de piezas acrílicas.

Portapiezas

Es importante distribuir correctamente la fuerza de sujeción para evitar que el acrílico se agriete o deforme. El acrílico debe sujetarse firmemente a la bancada de la máquina para reducir las vibraciones y el movimiento del material. Se pueden utilizar varias técnicas de sujeción de la pieza, la decisión se basa en las dimensiones de la pieza, la forma y el nivel de complejidad.

Velocidad de corte y avance

El acrílico se mecaniza normalmente con CNC a velocidades de 15.000-20.000 RPM con un avance constante. La acumulación de calor y las virutas que se adhieren al producto pueden degradar significativamente la calidad del acabado superficial si la velocidad de avance es demasiado baja. Sin embargo, el preenfriamiento de la materia prima acrílica antes del mecanizado puede ayudar a evitar la acumulación de calor y mejorar la eliminación de virutas. Se recomienda utilizar refrigerantes sin aceite que no reaccionen con el plástico.

Tolerancias para piezas acrílicas de precisión

Uno de los retos a la hora de conseguir tolerancias ajustadas en el mecanizado de precisión CNC del acrílico es su coeficiente de expansión térmica relativamente alto en comparación con los metales. Es necesario controlar y comprender los efectos de la temperatura durante el mecanizado CNC, así como el tratamiento térmico adecuado del acrílico antes y después del mecanizado.

Para características específicas, son posibles tolerancias de +/- 0,01 mm o incluso menores. Es necesario realizar mediciones rutinarias durante el proceso para evitar desviaciones, ya sea con sistemas de MMC independientes o con sondeo en la máquina CNC.

Consejos para obtener mejores resultados en el mecanizado CNC de acrílico

El mecanizado CNC es un método eficaz para conseguir piezas acrílicas de mecanizado CNC precisas. Estos son algunos consejos para facilitar su fabricación de acrílico utilizando CNC.

Garantizar la fijación segura del material

Garantizar una fijación segura del material es esencial para que el mecanizado CNC siga siendo preciso y se reduzcan las vibraciones. Un anclaje adecuado es crucial para evitar que el material se mueva o se desplace en acrílico, lo que puede provocar cortes imprecisos o acabados superficiales degradados.

Para ello se pueden utilizar diversas técnicas en función de las dimensiones, la forma y la rigidez de la pieza de trabajo de acrílico de mecanizado CNC. Entre ellas se incluyen el uso de abrazaderas, mordazas, cinta adhesiva de doble cara y mesas de vacío.

Además, para evitar distorsiones o daños en el material, la técnica de fijación debe distribuir uniformemente la fuerza de sujeción para permitir un mecanizado sin obstáculos; también es fundamental tener en cuenta la accesibilidad de la herramienta y el espacio libre alrededor de los puntos de fijación.

Utilice las herramientas de corte y las brocas adecuadas

Utilizando el Herramientas de corte CNC o brocas es esencial para lograr los resultados deseados en el mecanizado CNC de acrílico. Para el mecanizado de acrílico, se recomienda encarecidamente el uso de fresas de metal duro con una geometría de estrías precisa y bordes afilados. Las fresas con uno o dos filos se utilizan con frecuencia porque evacuan eficazmente las virutas y minimizan la acumulación de calor. Como estas herramientas se fabrican especialmente para plásticos, pueden cortar materiales con suavidad sin fundirse ni astillarse.

Además, hay que tener en cuenta el grosor de la plancha acrílica y el nivel de detalle requerido a la hora de seleccionar el diámetro de herramienta adecuado. Utilizar la herramienta de corte adecuada para mecanizar piezas acrílicas garantiza bordes nítidos, cortes limpios y un acabado superficial de alta calidad.

Ajustar el avance correcto

Una forma de garantizar cortes precisos y ordenados es ajustar adecuadamente la velocidad de avance. De lo contrario, el acrílico podría fundirse durante el corte. Un avance demasiado rápido puede sobrecalentar el acrílico, creando una fricción indebida y un estrés térmico que podría comprometer su calidad. Es aconsejable empezar con una velocidad de avance de aproximadamente 75 a 300 pulgadas por minuto (IPM). Para obtener los resultados deseados, es imprescindible supervisar el procedimiento de mecanizado y modificar la velocidad de avance en consecuencia.

Considere RPM

Dado que el acrílico es un termoplástico, puede fundirse o astillarse a una velocidad de husillo demasiado alta o demasiado baja. Para obtener un corte limpio y evitar que se funda, generalmente se aconseja mecanizar el acrílico a una velocidad de husillo alta. Normalmente, las velocidades del husillo oscilan entre 16.000 y 20.000 RPM.

Hay que tener en cuenta el grosor y el tipo de acrílico que se desea cortar, así como las características únicas del acrílico y las herramientas de mecanizado CNC. Para garantizar una operación de mecanizado precisa y sin problemas, es aconsejable probar varias velocidades de husillo en material acrílico de desecho para encontrar las RPM adecuadas para su configuración particular.

Utilice refrigerante CNC

Se recomienda mecanizar el acrílico con refrigerante debido a su elevado coeficiente de dilatación térmica. El refrigerante mejora el acabado superficial y ayuda a evitar el sobrecalentamiento. Además, el PMMA es compatible con una gran variedad de refrigerantes, lo que facilita la selección de la opción adecuada.

Mecanizado de policarbonato frente a acrílico: ¿Cuáles son las diferencias?

El debate entre el mecanizado de policarbonato y el mecanizado CNC de acrílico ha sido constante. Hay que tener en cuenta que estos materiales difieren significativamente en su transparencia y naturaleza de uso. Examinemos las diferencias entre estos dos materiales.

Coste de mecanizado

Mecanizado CNC de plástico suele ser asequible, pero hay varios grados de plástico disponibles en el mercado. Sin embargo, el policarbonato suele costar unos 35-40% más que el acrílico. Por lo tanto, cuando todos los demás factores son iguales, el mecanizado de acrílico tiende a ser menos costoso. Sin embargo, si se emplean técnicas de corte inadecuadas para el acrílico, con el consiguiente desperdicio, el Coste del mecanizado CNC de acrílico puede ser mayor.

Resistencia a arañazos y grietas

Durante el mecanizado CNC, el acrílico puede romperse, aunque es poco probable que se produzcan arañazos. En cambio, el policarbonato es todo lo contrario: no se rompe con facilidad, pero puede rayarse con facilidad.

Aplicaciones

Los requisitos particulares de aplicación del policarbonato y el acrílico son un punto clave en el debate sobre el mecanizado. Debido a su gran resistencia a los impactos, el policarbonato es el material perfecto para aplicaciones que requieren fuerza y resistencia, como cubiertas protectoras o escudos de seguridad. Su mecanizabilidad es buena, aunque conseguir un acabado superficial preciso puede resultar más difícil debido a su mayor dureza.

Por otro lado, el acrílico mecanizado por CNC proporciona una mayor claridad óptica y se utiliza con frecuencia en componentes de visualización y aplicaciones de señalización en las que la transparencia y la estética son esenciales. Ofrece acabados superficiales superiores y no es difícil de fabricar. Cada material tiene ventajas e inconvenientes, y la opción ideal para una aplicación concreta se determinará teniendo en cuenta elementos como los requisitos de mecanizado, la durabilidad y la transparencia.

Maquinabilidad

En términos de maquinabilidad, el policarbonato es generalmente superior al acrílico. Sin embargo, es importante tener en cuenta las aplicaciones específicas. Aunque el policarbonato es fuerte, rígido, duradero y resistente al calor, puede no ser adecuado para todas las situaciones. El acrílico, en cambio, es fácil de trabajar y permite grabar, mecanizar y taladrar.

Aplicaciones de las piezas acrílicas CNC

El mecanizado CNC de piezas acrílicas tiene una amplia gama de usos en muchos sectores. He aquí algunas aplicaciones destacadas:

Iluminación y electrónica

La transparencia del acrílico lo hace ideal para su uso en las industrias electrónica y de iluminación. Se utiliza habitualmente para crear lámparas, tubos de luz y otros productos emisores de luz, gracias a su excelente transparencia, cualidades ópticas, transmisión de la luz y claridad.

Industria del automóvil

El acrílico mecanizado por CNC se utiliza en la industria del automóvil para diversos fines, como parabrisas personalizados, paneles, logotipos y pantallas en el salpicadero. También es adecuado para crear cubiertas para luces interiores de automóviles e indicadores luminosos debido a la dureza de su superficie, su facilidad de moldeado y su fabricación.

Industria médica y sanitaria

El polímero acrílico se utiliza en la industria médica para fabricar cajas de guantes, componentes de escáneres de TC, piezas de microscopio, soportes de placas de Petri y válvulas. Sus bajos requisitos de mantenimiento y su compatibilidad con productos biológicos lo convierten en una opción favorable para rellenar cavidades en los dientes.

Arquitectura y construcción

Debido a su adaptabilidad y atractivo visual, las piezas acrílicas mecanizadas por CNC se utilizan mucho en los sectores de la construcción y la arquitectura. Los componentes acrílicos arquitectónicos se utilizan con frecuencia en elementos de diseño de interiores, señales, accesorios de iluminación y fachadas de edificios. Con el mecanizado CNC, arquitectos y diseñadores pueden hacer realidad sus ideas produciendo patrones complejos, recortes precisos y formas únicas.

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Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los ajustes recomendados para el corte CNC de acrílico?

Por lo general, se aconseja una velocidad de avance de 75-300 IPM para cortar acrílico. Las brocas más pequeñas requieren velocidades de avance más bajas, mientras que las brocas más grandes funcionan mejor con velocidades de avance más altas. Para un corte óptimo sin fusión, se recomienda una velocidad del husillo de al menos 18.000 RPM.

¿Cuál es la mejor broca para CNC acrílico?

Una fresa en O de metal duro de 1/4 de pulgada es una buena elección para cortar acrílico debido a su estriado superior, que elimina eficazmente las virutas a medida que se corta. En general, las brocas de mayor tamaño tienden a eliminar las virutas con más eficacia que las de menor tamaño.

¿Por qué elegir acrílico para piezas ópticas CNC?

El acrílico permite fabricar piezas ópticas con una geometría intrincada y un alto grado de claridad. Los componentes acrílicos mecanizados por CNC también son conocidos por su durabilidad, ya que son 30 veces más resistentes y dos veces más ligeros que el vidrio.