Muchos prototipos de plástico son piezas de fresadoras. Los plásticos normales como ABS, PC, PMMA, POM y PEEK se pueden procesar con fresadoras CNC o tornos CNC. Puede encontrar más detalles sobre la producción de piezas mecanizadas CNC aquí.
Si desea hacer un prototipo y tiene requisitos de materiales especiales, p. B. PC transparente, el proceso se limita al mecanizado CNC (fresado o torneado CNC). Por supuesto, esta pieza probablemente también podría fabricarse mediante moldeo por inyección. Sin embargo, gastar miles o millones de dólares para producir un prototipo no es realista.
En este artículo escribiré dos historias reales sobre la selección de materiales plásticos inspiradas en proyectos reales. (Nombre, empresa y producto permanecerán anónimos por motivos de confidencialidad).
1. Consistencia del color entre diferentes piezas de fresadora de plástico.
Un antiguo cliente vino a nosotros con una nueva solicitud de un nuevo prototipo. El material solicitado para tres de las piezas es PA6 (nylon) blanco. Es necesario pegar y pulir dos de las piezas.
Sin embargo, como algunas personas sabrán, el material de nailon es “autolubricante” y, por lo tanto, no se puede pegar a otras partes. Además, no se recomienda pulir el material de nailon porque la superficie de la pieza de nailon fresada se volverá aún más rugosa que las piezas fresadas con máquinas CNC después del pulido debido a las propiedades del material.
Luego, el cliente reemplazó dos piezas que debían pegarse con PC blanco, que se puede pegar (aunque las piezas de PC no se pueden pegar firmemente) y se puede pulir suavemente.
Sin embargo, como este cliente otorga gran importancia a la estética de este prototipo, cuando todas las piezas deben ensamblarse y presentarse a clientes importantes, el color de las piezas debe ser consistente. El hecho es que, aunque los materiales de PC y nailon son todos blancos, tienen tonos de blanco ligeramente diferentes. Tomé las siguientes fotos para mostrarle a nuestro cliente la diferencia:
Como puedes ver en las fotos de arriba, aunque son todos blancos, en realidad son un poco diferentes. Este es un pequeño detalle, pero cuando la estética es realmente importante en un prototipo, por ejemplo cuando los prototipos se van a presentar a clientes importantes o en una exposición, no es buena idea ignorar la consistencia del color de los diferentes materiales.
Volviendo a la historia: Después de ver las fotos, el cliente eligió ABS blanco para las tres piezas y quedó muy contento con el resultado final de toda la pieza.
2. ¿Existe una alternativa a las piezas transparentes de las fresadoras de PC?
Como comenté al principio, el mecanizado CNC es el único método para realizar un prototipo cuando el material necesita ser PC. Pero, ¿qué pasa si el prototipo sólo necesita ser transparente, puede fabricarse con cualquier material transparente y quiero mantener el coste lo más bajo posible?
Un nuevo cliente nos envió algunos archivos de diseño con un mensaje simple: “Este debe ser un prototipo de policarbonato transparente y pulido. Hay una parte que debe ser de teflón transparente”. (Información parcialmente oculta por motivos de confidencialidad).
Como el mensaje era bastante simple y no había ningún bloque de teflón transparente (solo inserciones de teflón transparente para moldeo por inyección), llamé al número de teléfono celular que me dejó el cliente.
Después de consultar, supe que toda la pieza debe contener alrededor de 5 litros de agua y que no es necesario que el material sea PC. Todas las piezas pueden fabricarse con otros materiales transparentes. El cliente quiere gastar lo menos posible en crear prototipos y probar que todo el producto funciona según lo planeado. No es necesario que la pieza sea muy transparente. Es aceptable si puedes ver el interior de la pieza. Si es demasiado costoso hacer que la pieza sea transparente, está bien si la pieza no es tan transparente.
Después de obtener toda esta información, recomendé imprimir en 3D esta pieza y pulir la superficie con barniz transparente. Esto se debe a que la impresión 3D se puede utilizar para crear muchas formas complejas y, por lo general, cuesta mucho menos en comparación con el mecanizado CNC. Si una pieza es demasiado compleja para las fresadoras CNC, a veces es necesario dividirla en varias piezas, mecanizarla por separado y pegarla al final.
En este caso, como la pieza necesita absorber mucha agua, será mejor no separar las piezas porque por muy fuerte que sea el pegamento, existe la posibilidad de que las piezas pegadas no absorban la mayor cantidad de agua posible.
Las desventajas de la impresión 3D son que se pueden formar pequeñas burbujas transparentes dentro de las piezas impresas, que hay cantidades muy limitadas de material disponible (con SLA solo se dispone de resina fotosensible) y con SLS las piezas terminadas son bastante rugosas. No se puede pulir ni pintar para una mejor estética.
Después de una revisión preliminar de los diseños realizada por mí y mi equipo de ingeniería, le brindamos al cliente cinco sugerencias de procesamiento: fresado CNC para PC con pulido con vapor, fresado CNC para PC sin pulido con vapor, impresión 3D con pulido transparente, impresión 3D sin pulido y 3D. Impresión con una sola pieza pulida. También se enviaron algunas fotos de muestra al cliente para ver cómo quedaría cada pieza al final.
En este caso específico, si el material necesita ser policarbonato, sería necesario dividir algunas piezas y pegarlas debido a la estructura del proyecto y las limitaciones del propio mecanizado CNC. Presentamos al cliente un plan de división y pegado muy específico (la pieza necesita contener aproximadamente 5 galones de agua). Además, la superficie de las piezas de policarbonato de la fresadora es bastante borrosa, no transparente, por lo que necesitamos utilizar un pulidor a vapor para que la pieza sea transparente. Si los requisitos de claridad son altos, la pieza debe pulirse con vapor y pulirse a mano. En este caso sólo ofrecemos pulido con vapor para el acabado de superficies.
Cuando utilizamos la impresión 3D (SLA), no necesitamos dividir las piezas, pueden mecanizarse como piezas enteras y luego ensamblarse. Pero las partes que se acaban de imprimir, aunque sean de material transparente, están borrosas y necesitamos pulirlas a mano para que queden claras.
Entre las cinco propuestas, el fresado CNC de PC con pulido al vapor es el más caro, mientras que la impresión 3D (SLA) de material transparente sin pulido es la más barata.
Después de ver todas nuestras sugerencias, el cliente decidió imprimir en 3D y pulir una pieza que necesitaba ser transparente. La pieza funciona muy bien y ahora está lista para el moldeo por inyección.
Finalmente
Aunque los proyectos anteriores son pequeños detalles en la selección de materiales plásticos adecuados, siempre somos pacientes y comprometidos a brindar a nuestros clientes los mejores servicios.
