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Directrices de mecanizado de plásticos técnicos Productos semielaborados
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Directrices de mecanizado de plásticos técnicosathica.com.br/.../05/Directrices-de-mecanizado.pdf · El mecanizado por arranque de viruta ... ligro es la generación excesiva de

Mar 21, 2018

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Directrices de mecanizado de plásticos técnicos

Productos semielaborados

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Mecanizado de plásticosDiferencias entre el plástico y el metal

¿Cómo afecta el proceso de extrusión en el mecanizado?

Herramientas y maquinaria para el mecanizado de productos plásticos

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

RecocidoModificación morfológica y post-contracción

Estabilidad dimensional

Gama de productos y características del materialTECAFORM AH / AD, TECAPET, TECAPEEK

TECAST T, TECAMID 6, TECAMID 66

TECANAT, TECASON, TECAPEI

Materiales TECA con contenido de PTFE

TECASINT

Materiales TECA reforzados con fibra de vidrio

Particularidades del TECATEC

Defectos del mecanizadoTronzado y aserrado

Torneado y fresado

Taladro

4

5

6

6

7

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9

9

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11

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26

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Índice

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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

Designación del polímero

Nombre Ensinger

Nombre del polímero

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 Polifeniléter

POM-C TECAFORM AH Copolímero de polioximetileno

POM-H TECAFORM AD Homopolímero de polioximetileno

PMP TECAFINE PMP Polimetilpenteno (transparente)

Clasificación de los plásticos

150 °C

300 °C

100 °C

Amorfos

Semicristalinos

Plásticos para altas temperaturas

Plásticos de ingeniería

Plásticos estándar

Temperatura de servicio continuo

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Gracias al mecanizado por arranque de viruta se pueden fa-bricar piezas de plástico funcionales, dimensionalmente estables y de larga vida útil. El término general "Mecaniza-do de plásticos" sugiere que todos los plásticos pueden me-canizarse con los mismos parámetros y herramientas. Sin embargo, al igual que los metales, en los plásticos se dife-rencian distintos grupos de materiales según sus propieda-des durante el proceso de mecanizado.

Las propiedades específicas de cada plástico influyen de

manera determinante en su mecanizabilidad. Los plásticos

se subdividen en los siguientes grupos:

ˌ Termoplásticos amorfos

P. ej., TECASON, TECAPEI, TECANAT

ˌ Termoplásticos semicristalinos

P. ej., TECAFORM, TECAPET, TECAPEEK

ˌ Termoplásticos reforzados con fibra de vidrio

P. ej., TECAPEEK PVX, TECAMID 6 GF30,

TECAMID 66 CF20, TECADUR PBT GF30

ˌ Termoplásticos reforzados con tejidos

P. ej., TECATEC PEEK CW50

ˌ Termoplásticos modificados con PTFE

P. ej., TECAPET TF, TECAPEEK TF10 azul

Mecanizado de plásticos

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Comparado con los metales, los plásticos presentan nume-

rosas ventajas aunque también algunas limitaciones. Por

norma, se recomienda utilizar plástico en aquellas aplica-

ciones en las cuales se exige una relación favorable entre

peso y resistencia mecánica.

El plástico es una muy buena solución cuando se exigen

entre dos o tres de las características mencionadas a conti-

nuación. En algunas ocasiones quizás se deba realizarse un

rediseño de la pieza para poder aprovechar las ventajas de

los plásticos a la hora de emplearlos como sustitutos de

otros materiales.

p Ventajas frente al metal ˌ Baja densidad

ˌ Buena absorción de ruidos y vibraciones

ˌ Aislamiento eléctrico o conductividad configurable

ˌ Buena resistencia química

ˌ Alta libertad de diseño

ˌ Permeabilidad a las ondas electromagnéticas

ˌ Excelente resistencia a la corrosión

ˌ Aislamiento térmico

ˌ Pueden realizarse modificaciones específicas

en la composición química para cada aplicación

q Limitaciones en comparación con el metal ˌ Menor estabilidad térmica

ˌ Mayor dilatación térmica

ˌ Propiedades mecánicas inferiores

ˌ Menor vida útil

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

les arriba mencionadas deben tenerse en cuenta especial-

mente durante el mecanizado.

s Importante ˌ Buen aislamiento térmico

ˌ Baja conductividad térmica: El calor no se evacua

de la misma manera que en los metales, se disipa

más lentamente y queda retenido en el material

ˌ Mayor dilatación térmica que los metales

ˌ Tener una buena fijación y apoyo del plástico

durante el mecanizado

s Posibles consecuencias si no se presta atención ˌ La aportación de una cantidad excesiva de calor a la

pieza puede llevar a una liberación muy rápida de las

tensiones y, consecuentemente, provocar un alabeo o

rotura

ˌ Una aportación térmica excesiva provoca la dilatación

del plástico. Esto puede hacer que en determinadas

circunstancias, no se pueda respetar las tolerancias

exigidas en la pieza mecanizada

ˌ Una fijación inadecuada de la pieza puede provocar

deformaciones e incluso grietas durante el mecanizado

u Recomendaciones ˌ Asegurar una buena evacuación del calor, intentando

siempre que sea a través de la viruta

ˌ Asegurar una buena fijación del material

Para cada termoplástico deben determinarse las herra-

mientas y parámetros óptimos para el mecanizado por

arranque de viruta. Sólo de este modo se podrá lograr unas

piezas perfectas. En las páginas a continuación encontrará

información detallada para el mecanizado de los diferentes

tipos de plástico.

Diferencias entre el plástico y el metal

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Los procesos de fabricación, en especial la extrusión 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 compresión y el sinterizado. Los demás termo-

plásticos semielaborados se fabrican mediante la extrusión.

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

comprimido a través de un tornillo sin fin y homogeneiza-

do. Mediante una presión ascendente – y con la ayuda de un

herramienta adecuada – el semielaborado va tomando su

forma: plancha, barra o barra perforadas.

Influencias de la extrusión ˌ Creación de tensiones internas

ˌ Las fibras del material se orientan fuertemente en la

dirección de la extrusión

Ensinger ofrece una amplia cartera de productos semiela-

borados de plásticos estándar, plásticos de ingeniería y de

plásticos para altas temperaturas.

Tensiones internasLa presión resultante en la extrusión produce un flujo de la

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

tensión a cizalladura. El material semielaborado ya fabrica-

do va enfriándose lentamente desde las capas exteriores

hasta el centro. La baja conductividad térmica de los plásti-

cos provoca diferentes velocidades de enfriamiento por lo

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

central del material todavía sigue estando en estado ‘líqui-

do’. Los plásticos al pasar de un estado líquido a un estado

sólido suelen sufrir una contracción de volumen. Durante

la fase de enfriamiento, las capas exteriores del material ya

rígidas dificultan esta contracción en la parte central.

Influencias del proceso de fabricación

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

tecnológico

ˌ Los productos semielaborados son difíciles de mecanizar:

hExiste un alto riesgo de desgarre y rotura del material

Posibles soluciones

ˌ Tratamiento térmico (recocido) específico para cada

material para minimizar tensiones (ˌ Pag. 19)

Para el proceso de mecanizado de productos semielabora-

dos plásticos se puede utilizar maquinaria típica para meca-

nizar madera y metal con herramientas de acero rápido

(HSS).

Las herramientas con un ángulo de corte típico para alumi-

nio son adecuadas. Pero en Ensinger recomendamos utili-

zar herramientas especiales para plástico con un ángulo

bien pronunciado.

Las herramientas de acero templado no se deberían utilizar

en plásticos reforzados con fibras debido a los cortos tiem-

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

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

rramientas de carburo de tungsteno, cerámica o con puntas

de diamante.

u Recomendaciones ˌ Utilizar herramientas específicas para plástico

ˌ Tener una geometría de corte adecuada

ˌ Herramientas muy afiladas

Creación de tensiones en la parte central

Enfriamiento más rápido en las capas exteriores

¿Cómo afecta el proceso de extrusión en el mecanizado?

Herramientas y maquinaria para el mecanizado de productos plásticos

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El mecanizado por arranque de viruta (definido según la DIN 8580) es la manera más rápida y económica de fabricar piezas muy precisas, sobre todo series pequeñas y medias. Se puede llegar a obtener tolerancias muy ajustadas siempre y cuando se empleen los parámetros adecuados.

Ensinger en sí tiene varias décadas de experiencia en el me-

canizado por arranque de viruta de plásticos técnicos. Este

know-how nos permite fabricar componentes con una alta

precisión con todo tipo de plástico. Nos complace poder

ayudarle con toda esta información sobre el procesado de

los productos plásticos semielaborados.

Mecanizado por arranque de viruta

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φ

γ

γ

αφ

α

γ

α

γ

χ

Sägen

Bohren

Fräsen

Drehen

β

Sierras circulares ˌ Son adecuadas fundamentalmente para corte a medida

de placas con cantos cortados rectos

ˌ Las sierras circulares pueden utilizarse, si se dispone

de un accionamiento adecuado, para cortes rectos de

placas con espesores de hasta 100 mm

ˌ Las hojas de sierra deben ser de metal duro

ˌ Emplear una velocidad de avance suficientemente

elevado y ajustes adecuados:

h Asegura una buena evacuación de la viruta

h Evita el bloqueo de la hoja de sierra

h Evita los sobrecalentamientos del plástico

h Asegura una buena calidad de las aristas de corte

u Recomendaciones ˌ Uso de un dispositivo de fijación adecuado:

hSe evita las vibraciones y los cantos cortados

con imperfecciones que éstas provocan,

además de una posible rotura

ˌ Cortar en caliente materiales de alta resistencia

y reforzados con fibra de vidrio (precalentamiento

a 80 – 120 °C)

ˌ Las hojas de sierra de carburo de wolframio son

resistentes al desgaste y ofrecen una calidad de

acabado superficial óptima

¿Cuáles son los mejores métodos para cortar plásticos a medida?Los plásticos se pueden cortar tanto con una sierra de cinta

como con una circular. La elección dependerá del formato

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

ligro es la generación 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 ˌ Son especialmente idóneas para el corte a medida

de barras redondas y barras perforadas

ˌ Se recomienda utilizar cuñas de apoyo

ˌ Deben utilizarse hojas de sierra muy afiladas:

hBuena evacuación de la viruta

hEvita un rozamiento elevado entre la hoja y el

material y por lo tanto una generación excesiva

de calor

hEvita el bloqueo de la hoja de sierra

p Ventajas:

ˌ El calor que se genera durante el aserrado se evacua

satisfactoriamente a través de la larga hoja de la sierra

ˌ Las sierras de cinta pueden utilizarse de manera muy

versátil para cortes rectos, continuos o irregulares

ˌ Buena calidad de las aristas de corte

Aserrado

A destacar

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

α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]t Paso entre dientes [mm]

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Los plásticos pueden mecanizarse en tornos habituales. Sin

embargo, para obtener unos resultados óptimos deben uti-

lizarse herramientas especiales para plásticos.

Herramientas ˌ Utilizar herramientas con radios pequeños de corte

ˌ Cuchilla de filo amplio y fino

ˌ Geometría de cuchilla especial para el tronzado

ˌ Herramientas con forma semejante a una cuchilla

para materiales flexibles

ˌ Una geometría de la plaquita favorable para

la evacuación de la viruta

ˌ Perímetros rectificados y superficies pulidas

p Ventajas:

ˌ Superficie sin estrías

ˌ Reduce la acumulación de material sobre

la plaquita de corte

u Recomendaciones ˌ Seleccionar una velocidad de corte elevada

ˌ Seleccionar una profundidad de arranque

de viruta de al menos 0,5 mm

ˌ Utilizar aire comprimido con refrigerante

ˌ Fijar bien el material debido a la baja rigidez

de los plásticos:

hEstabilización de la pieza

h Evita la deformación de la pieza

p Ventajas:

ˌ Buena refrigeración del materials

ˌ Se elimina el flujo de viruta que se origina

en algunos plásticos

Los plásticos 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-

ción de la viruta con el fin de evitar una acumulación exce-

siva de calor.

Herramientas ˌ Idóneas para termoplásticos

hFresa de disco

hFresa de plana

hFresa cilíndrica

hFresa tangencial

hFresa perfilada

p Ventajas:

hAlto rendimiento en el corte

hAlta calidad en el acabado superficial y al mismo

tiempo una buena evacuación de la viruta

u Recomendaciones ˌ Velocidad de corte alta y de avance media

ˌ Asegurar una buena fijación del material:

hCon un movimiento de traslación rápido y una alta

velocidad de giro del husillo puede lograrse un buen

acabado superficial

ˌ Las piezas delgadas pueden sujetarse a la mesa de

fresado mediante un dispositivo de aspiración o con

cinta adhesiva por ambos lados

ˌ Para superficies planas, el fresado frontal resulta más

rentable que el fresado tangencial

ˌ En el fresado tangencial, las herramientas no deberían

tener más de dos labios, así se disminuyen las

vibraciones producidas por un mayor número de labios

y se facilita la salida de viruta

Cómo se puede conseguir una mejor calidad superficial mediante el fresado

ˌ Para el fresado de superficies, seleccionar un ángulo

de arranque de la viruta bajo

ˌ Para un mayor rendimiento en el corte y calidad de

acabado superficial óptimo se han de utilizar herra-

mientas de un solo

ˌ Es preferible el fresado en contra del avance frente

al fresado convencional

Torneado Fresado

Corte Plaquita

Una superficie pulida y afilada evita la acumulación de viruta

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

cedimiento apto para plásticos 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 plástico es muy importan-

te tener en cuenta la baja conductividad térmica del mate-

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

micristalinos) puedan generar un exceso de calor durante

este tipo de operación de mecanizado, en especial en los

que la profundidad del agujero es mayor al doble que su

diámetro. Esto puede causar un manchado y deformación

en la parte interior del material provocando unas tensiones

internas a compresión (en especial en los agujeros situados

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

cientemente altas pueden provocar el alabeo, distorsión o

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

tos se pueden evitar con la selección del método adecuado

para procesar este tipo de material.

Herramientas ˌ En la mayoría de los casos bastan unas brocas

de acero rápido superior o de metal duro

comerciales bien afiladas

ˌ Utilizar brocas con margen reducido:

h Reducción del rozamiento y se reduce

la acumulación de calor

u Recomendaciones ˌ Uso de lubricantes refrigerantes

ˌ Extraer frecuentemente la broca:

h Extracción de la viruta

hRefrigeración adicional

ˌ Evitar la alimentación manual:

hSe asegura que la broca no se enganche

hSe evita la formación de grietas

u Recomendaciones para el taladro de agujeros de diámetro pequeño ( < 25 mm)

ˌ Se recomienda el uso de brocas de acero rápido (HSS)

ˌ Uso de una broca helicoidal con un ángulo de espiral

de 12 – 25°:

h Ranuras helicoidales muy lisas

hFavorece la evacuación de la viruta

ˌ Extracción frecuente de la broca:

h Mejor extracción de la viruta y evitación

de la acumulación de calor

ˌ En piezas de paredes finas se recomienda:

hVelocidad de corte elevada

h En este caso, elegir un ángulo 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 diámetro grande ( > 25 mm)

ˌ Ejecutar un pretaladrado

ˌ No realizar pretaladrados de diámetro superior a 25 mm

ˌ A continuación, ejecutar el taladro final con una

cuchilla para torneado de interiores

ˌ Los agujeros en la sección perpendicular de las barras

deben de hacerse únicamente desde un lado:

hPara evitar tensiones internas no deseadas que

puedan llevar a cabo un fallo por agrietamiento del

material

ˌ En casos extremos, en materiales reforzados se reco-

mienda ejecutar el taladrado en una pieza precalentada

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

por cada 10 mm de sección)

hEl taladro final, debido a la precisión dimensional, se

realiza después 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. Además no debe ejercerse una presión excesivamente elevada.

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Fräshobeln HobelnFräshobeln Hobeln

En los plásticos técnicos, la mejor manera de tallar roscas

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

diante fresado en roscas interiores.

Herramientas ˌ Uso de peines de roscar.

ˌ La formación de rebabas se puede evitar con peines

de dos dientes

ˌ Otros sistemas no son recomendables ya que en el

retroceso podría producirse otro corte

u Recomendaciones ˌ Para la perforación de las roscas normalmente se

debe prever la relación entre material y diámetro

(valor orientativo: 0,1 mm)

ˌ No seleccionar avances excesivamente elevados

para evitar un aplastamiento de la rosca

El cepillado y el regruesado son métodos de fabricación por

arranque de viruta con un filo geométricamente definido

para la producción de superficies planas, ranuras o perfiles.

Mientras en el cepillado se produce un arranque rectilíneo

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 méto-

dos son adecuados para producir superficies planas y/o

uniformes en productos semielaborados. La diferencia

principal entre ambos está en que se obtiene un acabado

superficial distinto (estructura superficial, brillo).

El cepillado y el regruesado en Ensinger ˌ Ensinger puede ofrecer productos semielaborados tanto

cepillados como regruesados a través del servicio de

corte a medida

ˌ El mecanizado de placas de > 600 mm puede realizarse

únicamente por el método de regruesado

ˌ Las placas de < 600 mm pueden mecanizarse por ambos

métodos

ˌ Las piezas pequeñas cortadas únicamente se cepillan

Tallado de rosca Cepillado / Regruesado

Superficie regruesada

Regruesado

Superficie fresada

Fresado

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Sägen Hobeln

Schleifen Formhobeln

En el rectificado, mediante la interacción de los movimien-

tos de corte y de la pieza, la alimentación 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:

ˌ Rectificadora

ˌ La herramienta utilizada

ˌ Los parámetros de trabajo

ˌ El material a mecanizar

ˌ La redondez / linealidad del producto semielaborado

Los parámetros de trabajo especialmente decisivos son:

ˌ Velocidad de corte

ˌ Velocidad de avance

ˌ Alimentación de la herramienta

ˌ Avance transversal

Gracias al ajuste óptimo de la máquina y a la elección de

parámetros adecuados para el material correspondiente

puede lograrse una buena calidad de acabado superficial

con una mínima rugosidad superficial, tolerancias de diá-

metro hasta h9, redondez y linealidad.

Rectificado en EnsingerPodemos ofrecer barras redondas calibradas a través 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 ˌ Deben utilizarse herramientas adecuadas para plástico

ˌ 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 dilatación térmica de la pieza

ˌ Las herramientas deben presentar una separación

suficiente de tal manera que sólo entra un filo de corte

en el plástico

Máquina de mecanizado ˌ Pueden obtenerse unas superficies de alta calidad si la

máquina funciona con pocas vibraciones

Material ˌ Utilizar material que haya sido sometido a un recocido

(por regla general, los productos semielaborados de

Ensinger han sido sometidos a tal tratamiento térmico)

ˌ Tener en cuenta siempre las propiedades de los

plásticos (dilatación térmica lineal, baja resistencia

mecánica, mal conductividad del calor)

ˌ 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

Refrigeración ˌ Uso de lubricantes refrigerantes para aquellas

operaciones en las cuales se generen grandes

cantidades de calor (p. ej., taladrado)

ˌ Utilizar lubricantes refrigerantes adecuados

u Recomendaciones ˌ Las presiones ejercidas durante la fijación no deben

ser excesivamente altas ya que, de lo contrario, la pieza

puede sufrir deformaciones o se pueden dejar huellas

en élla tras el mecanizado

ˌ Elegir unos parámetros adecuados para la operación

de mecanizado (ˌ Pag. 15)

ˌ Emplear velocidades de avance media-alta durante el

mecanizado

ˌ Elegir velocidades de corte elevadas

ˌ Debe garantizarse una buena evacuación de la viruta

para así evitar una obturación de las herramientas y

no generar un sobrecalentamiento

ˌ 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 pequeña cantidad del material mecanizado.

Estas rebabas influyen negativamente en la calidad de aca-

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

materiales plásticos depende de diferentes parámetros.

Herramienta

ˌ Elección de una herramienta específica para el material

ˌ Estado de la herramienta:

h Las herramientas desafiladas provocan una mayor

generación de calor y la formación de una mayor

cantidad de rebaba

Material

ˌ El plástico es un mal conductor del calor:

h Incremento de la temperatura del material,

reducción de la rigidez y de la dureza

hFusión de la rebaba

ˌ Los plásticos “blandos” o más tenaces como el

PE, PTFE, PA, etc. tienden a formar más rebabas;

sin embargo, los más rígidos como el PEEK, PPS,

materiales reforzados con fibras no

Parámetros de mecanizado

ˌ Velocidad de avance

ˌ Velocidad de corte:

hUna velocidad de avance y corte elevadas

conducen a temperaturas más elevadas

hFormación de un mayor número de rebabas

ˌ Asegurar una refrigeración adecuada

Por los motivos mencionados es importante elegir para

cada material la herramienta adecuada y determinar los pa-

rámetros idóneos para obtener unas superficies y aristas

óptimas y sin rebabas.

Métodos habituales para el desbarbado en plásticos técnicos

Desbarbado manual

ˌ Método de desbarbado más usual

ˌ Flexible, pero requiere mucho trabajo

ˌ Simultáneamente se realiza la inspección

visual de la pieza mecanizada

Desbarbado por chorreado

Proyección de producto abrasivo a alta presión sobre la

superficie de la pieza mecanizada; los métodos de chorreado

más utilizados son el chorreado de arena, con bolas de

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

ˌ También es un método para el acabado superficial:

h Alisado

h Raspado

h Eliminación de impurezas

Desbarbado criogénico

Eliminación de rebabas a temperaturas en torno a -195 °C

mediante un chorreado o un agitador

ˌ Refrigerantes más usuales: oxígeno líquido, dióxido de

carbono líquido, hielo seco

ˌ Las temperaturas bajas provocan un endurecimiento y

fragilización del material

Desbarbado a la llama

Desbarbado mediante una llama

ˌ Peligro: La pieza puede resultar dañada por un exceso

de calor

Desbarbado por aire caliente

Fusión de las rebabas por influencia del calor

ˌ Método muy seguro y fácil de controlar

ˌ Se evitan daños 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-

lizándose una fuente térmica de infrarrojos en lugar del

aire caliente

Trovalizado / Desbarbado por vibración

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 – 0,3φ

γ

γ

αφ

α

γ

α

γ

χ

Sägen

Bohren

Fräsen

Drehen

β

φ

γ

γ

αφ

α

γ

α

γ

χ

Sägen

Bohren

Fräsen

Drehen

β

φ

γ

γ

αφ

α

γ

α

γ

χ

Sägen

Bohren

Fräsen

Drehen

β

φ

γ

γ

αφ

α

γ

α

γ

χ

Sägen

Bohren

Fräsen

Drehen

β

Directrices para el mecanizado por arranque de viruta

Aserrado Fresado

Ángulo de incidencia

Ángulo de arranque

Velocidad de corte

Paso entre dientes

Número de dientes

Ángulo de espiral

Ángulo de ajuste

Velocidad de corte Avance

Productos de TECA reforzados*

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

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

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

α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]t Paso entre dientes [mm]

α Ángulo de incidencia [°]β Ángulo de espiral [°] γ Ángulo de arranque [°]φ Ángulo de ajuste [°]

Taladro Torneado

Número de dientes

Velocidad de corte Avance

Ángulo de incidencia

Ángulo de arranque

Ángulo de colocaciónde la her- ramienta

Velocidad de corte Avance

Productos de TECA reforzados*

Precalentar el material a 120 °C Precaución 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.

α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]χ Ángulo de posicionamiento

de herramienta [°]

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

α Ángulo de incidencia [°] γ Ángulo de arranque [°]

Dirección de fresado: En contra del avance

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

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Entrevista con Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH

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

cación de herramientas optimizadas para el mecanizado

por arranque de viruta para el sector plástico 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 confirmación del pedido y

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

rial base utilizamos metales duros macizos y recubrimien-

tos de cerámicos de alta calidad en función de los requisitos

del cliente.

¿Con qué experiencia cuenta la empresa Hufschmied en el mecanizado de plásticos?Hufschmied lleva en el mercado ya más de 25 años. Ya des-

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

tico ya que es el sector con mayor proyección. 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 ofreciéndoles las

herramientas y procesos adecuados.

¿Cómo afrontan los retos tecnológicos asociados a los nuevos materiales?Hasta la fecha hemos sido capaces de mecanizar todos los

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

grarlo, a veces ha sido necesario realizar varios procesos de

optimización de la herramienta. Los plásticos son cada vez

más versátiles y, en consecuencia, debemos adaptar las geo-

metrías de las herramientas. En particular, para los plásti-

cos reforzados nos resulta útil una ficha técnica del mate-

rial. Dado que no somos fabricantes de los plásticos y

tampoco podemos analizarlos al detalle, nos vemos obliga-

dos confiar en estas fichas. Con las condiciones generales

como el tipo de máquina, fijación de la pieza, herramienta

y parámetros adecuados, no habrá ningún problema en

conseguir el resultado deseado. Todos nuestros ensayos se

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

en un futuro en el desarrollo de herramientas y procesos.

Desarrollo de procesos

¿Qué filosofía persiguen ustedes en el mecanizado de plásticos?En general, dimensionamos nuestras herramientas para

mecanizar en seco. Son relativamente escasas las veces en

que es preciso trabajar con refrigerante: Con frecuencia, la

aplicación 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 plásti-

co y el aditivo. Nuestras herramientas están dimensionadas

para el mecanizado por arranque de viruta a altas velocida-

des. Mediante elevados avances de dientes logramos que

prácticamente no se evacue calor hacia la pieza, producién-

dose la evacuación a través de la viruta.

¿A su juicio, cuáles son los principales problemas en el mercado del mecanizado de plásticos?Muchos clientes se siguen orientando todavía según el me-

canizado de metales. Cuando esto es así, surgen problemas

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

bre todo la formación 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 sólo algunos

pequeños detalles en la secuencia de ejecución 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 geometrías de herramienta

diferentes. Precisamente en las aplicaciones de gama alta, la

herramienta debe estar adaptada al material y a la pieza.

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

nera económica.

Pieza de buena calidad / rentable

Material

Programación

Máquina

Elementos de fijación de la pieza

Velocidad corte(máxima posible)

Herramienta

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¿A su juicio, qué plásticos resultan especialmente críticos para el mecanizado?Sin duda alguna, los plásticos reforzados con fibras de car-

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

zan cada vez más plásticos con materiales reforzados con

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

mienta. Sin embargo, conociendo qué contiene cada mate-

rial plástico 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 parámetros correctos y una buena máquina.

¿Tienen ustedes alguna recomendación especial sobre cómo se determina el método óptimo de mecanizado de un plástico?Antes de recomendar debo saber cómo funciona la máqui-

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

queños o con una velocidad de avance rápida? A partir del

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

ce disponible así como del sistema de fijación de la pieza, se

puede definir la herramienta. En el momento en que están

definidas las herramientas, se adaptan los programas. Se

pueden consultar los valores básicos en nuestra página web

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

del avance es siempre un asunto complicado. Son muchos

los que programan (como están habituados a hacerlo en el

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

go se encuentran con grandes problemas de formación de

rebabas y mala calidad de acabado superficial.

¿Existe algún sector dónde se debe tener en cuenta determinadas particularidades en el mecanizado de plásticos?Cada sector tiene sus propias condiciones a las cuales debe-

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

la mayoría de estos casos, el mecanizado debe realizarse en

seco. Además suelen ser producciones de piezas muy pe-

queñas por lo que se requiere utilizar herramientas especí-

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 precisión.

¿Mediante qué propiedades determinan la mecanizabilidad de los plásticos?En la mayoría de los casos, para poder determinar la meca-

nizabilidad por arranque de viruta necesitamos los siguien-

tes datos:

ˌ La identificación lo más exacta posible del material

ˌ ¿Está el material reforzado o ha sufrido

modificaciones adicionales?

ˌ ¿Qué formato tiene el material, barra o placa?

ˌ ¿Qué aspecto debe presentar el producto final?

ˌ ¿Qué máquina está disponible?

ˌ ¿Cómo se fija la pieza?

A partir de estas respuestas se determina la mecanizabili-

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

también tests en nuestras máquinas. En ese caso, se crea

un protocolo de ensayos con parámetros, imágenes y un

vídeo de demostración.

¿Qué parámetros pueden optimizarse en las operaciones de mecanizado?Como ya se ha mencionado, algunos parámetros son im-

portantes para un buen mecanizado:

ˌ Velocidad de corte

ˌ Paso entre dientes

ˌ Fijación de pieza y herramienta

ˌ Mecanizado a favor y en contra del avance

ˌ Refrigeración

ˌ Estructura del programa

Sin embargo, el parámetro más 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 problemática

• Formación 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 evacuación del calor a través de la viruta.

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

hResulta ventajoso para piezas destinadas a equipos

médicos o al sector alimentario (no se produce

migración de partículas)

hSe evita que el material se vea afectado por el

lubricante refrigerante (hinchamiento, variación

dimensional, grietas por tensiones, …)

hNo se produce ninguna interacción con el material

hSe evita el posible error en la estimación de la

cantidad de lubricante refrigerante por parte del

mecanizador

s Atención ˌ En el mecanizado en seco, es muy importante la

refrigeración para poder evacuar el calor.

Actualmente existe una tendencia a la mecanización plásti-

cos técnicos en seco y eso se debe a que hoy día se dispone

de una gran experiencia en el mecanizado de plásticos. Los

procesos que sí que requieren el uso de refrigerantes son:

ˌ Taladros profundos

ˌ Tallado de rosca con terraja

ˌ Aserrado de materiales reforzados

Sin embargo, para conseguir una mejor calidad superficial

y unas tolerancias muy ajustadas hay que utilizar superficie

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

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

pos de producción se reducirían.

Mecanizado con refrigeraciónSi se requiere refrigeración, se recomienda

ˌ Refrigeración a través de la viruta

ˌ Uso de aire comprimido

hVentaja: Refrigeración y extracción simultánea

de la viruta fuera de la zona de trabajo

ˌ Uso de lubricantes refrigerantes solubles en agua

ˌ También puede utilizarse taladrina y aceites para

corte comerciales. La aplicación de spray y aire

comprimido son métodos muy eficaces

Mecanizado de plásticos amorfos

ˌ Evitar del uso de lubricantes refrigerantes ya que los

materiales son propensos a la formación de grietas

por tensiones internas

ˌ Si la refrigeración es necesaria:

hEliminar inmediatamente el lubricante refrigerante

de las piezas con isopropanol o agua pura

hUtilizar lubricantes refrigerantes adecuados

ˌ Agua pura

ˌ Aire comprimido

ˌ Lubricantes especiales: Podrá obtener más

informaciones diríjase a su proveedor de

lubricantes refrigerantes

Refrigerantes y lubricantes refrigerantes

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Recocido

Proceso de recocido La operación de recocido consiste en un tratamiento térmi-

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 continuación se deja enfriar de nuevo lenta y

uniformemente hasta temperatura ambiente.

Recocido para alivio de tensiones ˌ Las tensiones residuales que se originan durante

el proceso de fabricación pueden reducirse en gran

medida mediante este recocido

ˌ Aumentar la cristalinidad de los materiales

ˌ Optimizar las características mecánicas del material

ˌ Formación de una estructura cristalina uniforme en

los materiales

ˌ Mejora parcial de la estabilidad ante ataques por

productos químicos

ˌ Reducción de la tendencia al alabeo y de las variaciones

dimensionales (durante o después de la transformación)

ˌ Mejora continuada de la estabilidad dimensional

En Ensinger, por norma general, los productos semielabo-

rados son sometidos a un recocido de alivio de tensiones

después de la producción. De este modo se asegura que el

material que usted recibe mantiene su estabilidad dimen-

sional durante y después del proceso de mecanizado y pue-

de mecanizarse mejor.

Recocido intermedioPuede resultar práctico someter las piezas críticas a un paso

de recocido intermedio durante su mecanizado. Esto es ne-

cesario sobre todo:

ˌ Cuando se exigen tolerancias ajustadas

ˌ Cuando debido a la forma tienen tendencia al alabeo

(asimetría, estrechamiento de las secciones, cajeras o

ranuras)

ˌ En los materiales reforzados con fibra / aditivados

(la orientación de las fibras puede intensificar el alabeo)

hEl mecanizado puede provocar la aparición de

nuevas tensiones en la pieza

ˌ Si se utilizan herramientas desafiladas o inadecuadas:

hÉstas provocarán tensiones

ˌ En casos de una aportación excesiva de calor a la pieza

debido a velocidades de corte y avance inadecuados

ˌ En casos de una extracción de material elevada, sobre

todo cuando se mecaniza por un solo lado

Material Designación 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución 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 disminución de 20 °C / h hasta 40 °C

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

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Cambios morfológicos y contracción del materialEl calor transferido a los plásticos tiene siempre repercusio-

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

ˌ Recocido

ˌ Mecanizado (calor por fricción)

ˌ Uso (temperatura de servicio, esterilización por vapor)

Plásticos semicristalinos

ˌ El recocido da lugar a una homogenización de las

propiedades del material

h Aumento de la cristalinidad

h Optimización de las propiedades mecánicas

h Mejora de la estabilidad dimensional

h Mejora de la estabilidad ante ataques por

productos químicos

ˌ El mecanizado puede llevar a sobrecalentamientos

locales debidos a la fricción con las herramientas:

h Cambios microstructurales

h Contracción

ˌ Particularmente el TECAFORM es crítico en este

aspecto

hUn mecanizado inadecuado puede provocar una

fuerte deformación o alabeo de la pieza.

Plásticos amorfos

ˌ Son menos críticos respecto a la estabilidad

dimensional y el alabeo.

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

1. Amarillo = superficie mecanizada

2. Aparece un alabeo después de mecanizar el material

Un recocido intermedio puede ayudar a reducir estas ten-

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

conseguir las dimensiones y tolerancias necesarias se debe

tener en cuenta:

ˌ En primer lugar, pretrabajar las piezas por desbaste

antes del recocido intermedio, ya que este proceso

puede provocar una cierta contracción de las piezas

ˌ Por lo tanto, el mecanizado final de la pieza no debe

producirse hasta después de haber realizado el recocido.

ˌ 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 plásticos amorfos se reduce el riesgo de agrietamiento interno.

Duración [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 retención

Ciclo de recocido

t1 t2 t3 t4

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

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

de la fabricación del semielaborado hasta la pieza final hay

varios factores que pueden influir en la precisión dimensio-

nal de una pieza.

Absorción de humedad

ˌ Por lo general, los plásticos con una escasa absorción de

humedad presentan una estabilidad dimensional muy

buena y pueden fabricarse con tolerancias ajustadas

Ejemplos: TECAFORM AH / AD, TECAPET,

TECATRON, TECAPEEK

ˌ Los plásticos con una absorción elevada de humedad

muestran una fuerte influencia de la humedad en la

estabilidad dimensional

Ejemplos: TECAMID, TECAST

h La absorción / aporte de humedad conduce

al hinchamiento o a la merma del material

hSe recomienda un acondicionamiento antes

del mecanizado

Relajación de tensiones

ˌ En principio, las tensiones internas tiene muy poca

influencia en la precisión dimensional de la pieza

acabada durante el mecanizado a temperatura ambiente

hPieza acabada con estabilidad dimensional.

ˌ Durante el almacenamiento o servicio, las tensiones

acumuladas pueden desaparecer, implicando una

variación dimensional

ˌ Resulta especialmente crítico 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

Aportación de calor

ˌ Son críticos todos aquellos procesos en los cuales se

origine calor dentro del material

h Ejemplo: Recocido, mecanizado, servicio

a temperaturas elevadas, esterilización

ˌ Las temperaturas por encima de la temperatura de

transición vítrea provocan una variación de la

microstructura y, consecuentemente una contracción

después de su enfriamiento de nuevo

hLa contracción y el alabeo aparecen en particular en

piezas de geometría asimétrica

h Los termoplásticos semicristalinos presentan una

elevada contracción (de hasta ~1,0 – 2,5 %) y son

críticas en cuanto al alabeo

h Los termoplásticos amorfos presentan una contrac-

ción inferior (~0,3 – 0,7 %) y una mayor estabilidad

dimensional respecto a los termoplásticos semi-

cristalinos

ˌ En numerosas ocasiones, debe tenerse presente la

elevada dilatación térmica (en comparación con el metal)

u Recomendaciones para el mecanizado

ˌ Asegurar una buena evacuación del calor con el fin de

evitar los sobrecalentamientos locales

ˌ En el caso de una gran extracción de material se

recomienda realizar un recocido intermedio para

reducir las tensiones internas

ˌ Los plásticos requieren una mayor tolerancia de

fabricación que los metales

ˌ No se debe aplicar una fuerza excesivamente elevada en

la fijación del material, con el fin de evitar una posible

deformación

ˌ En los materiales reforzados con fibra, se debe prestar

atención a la orientación de la pieza dentro del producto

semielaborado (tener presente la dirección de extrusión)

ˌ En el mecanizado se debe elegir un procedimiento

optimizado para la pieza

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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 mecánicas equilibradas. Estos materiales presen-

tan una mecanizabilidad muy buena y, en principio,

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

zarse con una velocidad de avance elevada.

Sin embargo, se ha de intentar siempre aportar el mínimo

de calor posible al TECAFORM y TECAPET ya que presen-

tan una alta contracción 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 parámetros 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 más dura y frágil. Debido a su estruc-

tura química, las poliamidas tienden a absorber la humedad,

una propiedad que les confiere su excelente equilibrio entre

tenacidad y resistencia mecánica.

En los productos semielaborados de pequeñas dimensiones

y en piezas pequeñas, la absorción de humedad a través de

la superficie hace posible una distribución de la humedad

prácticamente constante y homogénea a través de su sec-

ción transversal. En productos semielaborados de dimen-

siones mayores (en particular en barras redondas/placas a

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

medad aumenta de fuera hacia adentro.

En el caso más desfavorable, el centro del material presenta

una mayor dureza y fragilidad, mientras que las zonas de

los bordes son más tenaces. En estas piezas, además de las

tensiones internas provocadas por el proceso de extrusión,

se ha de sumar el riesgo de aparición de grietas internas

debido al mecanizado.

También hay que remarcar que la absorción de humedad

afecta a la estabilidad dimensional. Este ‘hinchazón’ se debe

tener en cuenta en el mecanizado y dimensionamiento de

piezas de poliamida. La absorción de humedad (acondicio-

namiento) del producto semielaborado tiene una fuerte in-

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

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

3 % de humedad. Como regla general:

ˌ ¡Una absorción de humedad del 3 % provoca una

variación dimensional de aprox. 0,5 %!

Mecanizado TECAST T

ˌ Tiende a la formación de viruta corta

ˌ Por este motivo, presenta una buena mecanizabilidad

Mecanizado de TECAMID 6 y TECAMID 66

ˌ Formación de una viruta fluida y larga

ˌ Es necesaria una extracción de la viruta de la

herramienta/pieza más frecuentemente.

ˌ Para que se genere una viruta más corta y fácil

de romper:

hParámetros adecuados

hElección 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 características del material

A destacar

Si es posible, mecanizar los plásticos amorfos en seco. Si resulta absolutamente imprescindible el uso de lubricantes refrigerantes, debería limpiarse bien la pieza justo después.

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TECANAT, TECASON,TECAPEI Termoplásticos amorfosEl TECANAT, TECASON y TECAPEI son plásticos amor-

fos. Estos materiales tienden a la formación 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 parámetros de mecanizado específicos.

ˌ No utilizar velocidad de avance elevados

ˌ Evitar las presiones excesivamente altas

ˌ Evitar unos esfuerzos de amarre excesivos

ˌ Seleccionar velocidades de corte más bien elevadas

ˌ Utilizar herramientas muy afiladas

s Durante el diseño de las piezas, tener en cuenta

ˌ Evitar los esfuerzos de cizalladura (en el diseño

y mecanizado)

ˌ Diseñar las aristas y geometrías de manera específica

para cada material (elegir aristas interiores más bien

redondeadas)

Teniendo en cuenta los parámetros 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

mecánica inferior.

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

siguientes detalles:

ˌ Los materiales tienden a quedarse detrás o apartarse de

la fresa

hAumenta la rugosidad (formación de microfisuras,

puntas, superficie rugosa)

ˌ Evitar que la fresa repita el corte

hProvoca también una superficie rugosa

ˌ Es necesario una segunda pasada adicional para alisar

la superficie

ˌ En ocasiones se requiere también un desbarbado

Seleccionar una fuerza de sujeción adecuada para evitar un

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

precisión 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 hú-

medas en máquinas convencionales para mecanizado de

metales.

s Recomendaciones

Herramientas

ˌ Utilizar herramientas de metal duro

ˌ Las herramientas con un ángulo de corte para

el aluminio son muy adecuadas

ˌ Para los productos TECASINT reforzados con un alto

porcentaje de fibras de vidrio o bolas de vidrio, utilizar

herramientas recubiertas de diamante o cerámica

Mecanizado

ˌ Aplicar una alta velocidad de corte, baja velocidad de

avance y mecanizar en seco para mejorar los resultados.

ˌ El mecanizado en mojado aumenta la presión de corte y

favorece la formación de rebabas, pero se recomienda

para prolongar las vida útil de las herramientas

ˌ Fresado a favor del avance para evitar un astillamiento

del material

ˌ En la mayoría de los casos, no es necesario un recocido

intermedio

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

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

evitar variaciones dimensionales en piezas de alta calidad cau-

sadas por la absorción 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 éstas 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

ˌ Utilizar siempre herramientas de metal duro (acero

al carbono K20) o idealmente utilizar herramientas

recubiertas con diamante policristalino (PDC)

ˌ Utilizar herramientas muy bien afiladas

ˌ Inspeccionar con regularidad las herramientas ya que

los materiales pueden tener un efecto abrasivo sobre

éstas:

hMayor vida útil de la herramienta

hEvita una aportación excesiva de calor

Fijación de los productos semielaborados

ˌ La fijación debe realizarse en la dirección de extrusión

(máxima resistencia a la compresión)

ˌ Aplicar unos esfuerzos de sujeción lo más reducidos

posibles

hEvita deformación por flexión

hReduce el alabeo y el riesgo de formación de grietas

por tensiones internas

Precalentamiento

ˌ Se recomienda un precalentamiento de los productos

semielaborados para su posterior mecanizado:

hMayor tenacidad del material en caliente

ˌ Para tal fin, calentar moderadamente los productos

semielaborados

ˌ Recomendamos calentar a un ritmo de 20 °C por hora

hasta 80 – 120 °C

ˌ Para una distribución uniforme de la temperatura en la

sección transversal del producto, recomendamos

mantener la temperatura 1 hora por cada 10 mm de

espesor

ˌ A esta temperatura, el producto debe mecanizarse sin

llegar a las dimensiones finales (desbaste)

ˌ El acabado debe realizarse tras enfriar a temperatura

ambiente

ˌ La herramienta también debe calentarse antes del

mecanizado

hEvita la evacuación de calor del propio material

Mecanizado

ˌ Fresar ambos lados del producto semielaborado:

h Realizar pasadas con un máximo de 0,5 mm

hPermite hacer una distribución de tensiones más

homogénea en el producto semielaborado

hSe obtiene piezas de mayor calidad

Ejemplo

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

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

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

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

debe fresar un máximo de 0,5 mm en cada operación. Lo

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

continuación se realiza el mecanizado final tras haber en-

friado el producto a temperatura ambiente. Esta operación

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 útil de las herramientas así 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 poliarilé-

ter éter cetona con un 50 o 60 % de fibra de carbono. El

mecanizado del TECATEC es un poco más complejo que el

mecanizado de materiales reforzados con fibras cortas. De-

bido a su estructura con diferentes capas, un mecanizado

erróneo puede llevar a:

ˌ Astillamientos

ˌ Delaminaciones

ˌ Deshilachados

ˌ Fisuras a través de fibras

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

canizado especial. Sin embargo, éste debe definirse para

cada componente.

Diseño del producto semielaborado

La versatilidad del TECATEC para una aplicación determi-

nada y la calidad de la pieza acabada dependen fundamen-

talmente de la orientación de la pieza dentro del producto

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

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

tipo de carga en la aplicación (tracción, compresión, fle-

xión) y el posterior mecanizado por arranque de viruta.

Herramientas

Para lograr una vida útil superior en comparación con las

herramientas de acero rápido o de metal duro recomenda-

mos utilizar:

ˌ herramientas de diamante policristalino (PDC)

ˌ herramientas de cerámica

ˌ herramientas recubiertas de titanio

ˌ herramientas con recubrimiento funcional

(tecnología de plasma)

Además de una mayor vida útil, estas herramientas ayudan

a minimizar considerablemente la fuerza resultante al

avance del material.

ˌ Afilar las herramientas moderadamente.

ˌ Determinar un buen equilibrio entre la calidad de

acabado superficial (con cuchillas muy afiladas) y la vida

útil de la herramienta (cuchilla menos afilada).

ˌ Dimensionar la geometría de la fresa de tal modo que

se corten las fibras ya que, de lo contrario, existe el riego

de las fibras se deshilachen.

ˌ Debido a la alta abrasividad de las fibras de carbono, hay

que revisar y cambiar las herramientas regularmente.

h Evita una aportación excesiva de calor y el alabeo

debido a unas herramientas desafiladas

Mecanizado

ˌ Existe un mayor riesgo de astillamiento y formación de

rebabas si se mecaniza paralelamente a las fibras que si

se realiza perpendicularmente

ˌ Para tolerancias más ajustadas, las piezas pueden

templarse varias veces

ˌ Debido a una buena conductividad del calor gracias al

alto contenido de fibras cabe esperar una buena

disipación del calor en el mecanizado. Por este motivo,

recomendamos mecanizar el material en seco

Parámetros de mecanizado y de la herramienta

Recomendamos tener presentes los siguientes parámetros:

ˌ Evitar una presión de avance elevada

ˌ Seleccionar un ángulo de incidencia muy alto

(150 – 180 °C)

ˌ Ajustar una velocidad de avance muy baja

(aprox. < 0,05 mm/min)

ˌ Seleccionar una velocidad de corte elevada

(aprox. 300 – 400 m/min)

Con esta información se pretende hacer una aproximación

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

ˌ Herramienta desafilada

ˌ Espacio insuficiente para

evacuar la viruta

ˌ Alimentación insuficiente

de refrigerante

Superficie rugosa

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

ˌ Herramienta afilada de

manera inadecuada

ˌ Filo de corte sin rectificar

Marcas en forma de espiral

ˌ La herramienta roza durante

el retorno

ˌ Rebabas en la herramienta

Superficies cóncavas y convexas

ˌ Ángulo de incidencia excesiva-

mente alto

ˌ Herramienta no perpendicular

al eje

ˌ La herramienta se desvía hacia

un lado

ˌ Velocidad de avance excesiva-

mente alta

ˌ Herramienta montada muy por

encima o por debajo del centro

Lengüetas o rebabas al final de la cara de corte

ˌ Ángulo de incidencia insuficiente

ˌ Herramienta desafilada

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

Rebabas en el diámetro exterior

ˌ Herramienta desafilada

ˌ No hay espacio suficiente entre el

material y la herramienta

Problemas Causas

La superficie ha empezado a fundirse

ˌ Herramienta desafilada

o rozamiento en rebaje

ˌ Espacio insuficiente para

evacuar la viruta

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

ˌ Velocidad del eje muy alta

Superficie rugosa

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

ˌ Ángulo de incidencia incorrecto

ˌ Herramienta demasiado afilada

(se requiere una fresa redondeada)

ˌ Herramienta no centrada

Rebabas las aristas

ˌ Herramienta desafilada

ˌ Juego lateral / espacio para

desprendimiento de la viruta

insuficiente

ˌ No hay ángulo de ajuste en

la herramienta

Grietas o astillamientos en los vértices

ˌ Excesiva inclinación positiva en

la herramienta

ˌ La aproximación de la herramienta

no se ha hecho con suficiente

suavidad (la herramienta golpea

demasiado fuerte contra el material)

ˌ Herramienta desafilada

ˌ Herramienta montada por debajo

del centro

ˌ Herramienta demasiado afilada

(se requiere una fresa redondeada)

Marcas de vibración

ˌ La fresa redondeada excesivo

en la herramienta

ˌ La herramienta bien sujeta

ˌ El material no se guía

suficientemente bien

ˌ Ancho de corte excesivo

(utilizar 2 cortes)

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Taladro

Problemas Causas

Agujeros que se estrechan

ˌ Broca no bien rectificada

ˌ Espacio insuficiente para

evacuar la viruta

ˌ Avance excesivo

Superficie quemada o fundida

ˌ Uso de brocas inadecuadas

ˌ Broca no bien rectificada

ˌ Avance muy bajo

ˌ Broca desafilada

Astillamientos en la superficie

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

ˌ Demasiado espacio para

evacuar la viruta

ˌ Inclinación excesiva

Marcas de vibración

ˌ Demasiado espacio para

evacuar la viruta

ˌ Avance muy bajo

ˌ Inclinación excesiva

Marcas en el diámetro interior

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

ˌ Broca no centrada

ˌ La punta de la broca

no está en el centro

Taladros más grandes

ˌ Punta de la broca no está

en el centro

ˌ Taladro demasiado grueso

ˌ Espacio insuficiente para evacuar

la viruta

ˌ Velocidad de avance

excesivamente alta

ˌ Ángulo de incidencia muy grande

Problemas Causas

Taladros equeños

ˌ Broca desafilada

ˌ Demasiado espacio para

evacuar la viruta

ˌ Ángulo de incidencia

muy pequeño

Taladros no concéntricos

ˌ Velocidad de avance excesiva-

mente alta

ˌ Velocidad del muy baja

ˌ La broca penetra demasiado

profundo

ˌ La herramienta de tronzado deja

una lengüeta que provoca el desvío

de la broca

ˌ Taladro demasiado grueso

ˌ Velocidad de taladrado dema -

siado alta en el arranque

ˌ La broca no está fijada en el centro

ˌ La broca no está correctamente

afilada

Rebabas en el tronzado

ˌ Herramienta de corte desafilada

ˌ La broca no pasa completamente

a través de la pieza

Desafilado rápido de la broca

ˌ Avance muy bajo

ˌ Velocidad del eje muy baja

ˌ Lubricación insuficiente

A destacar

Para cualquier consulta técnica, por favor diríjase a nuestro departamento técnico: [email protected] o llamando por teléfono al número: +34 93 574 57 26

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01/1

3 E9

9110

75A0

04ES

Los plásticos de ingeniería y para altas temperaturas de Ensinger se utilizan actualmente en los sectores industriales más importantes. En muchos casos han llegado a desplazar a los materiales clásicos como los metales gracias a su rentabilidad y a sus múltiples ventajas.

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