El teflón o politetrafluoroetileno (PTFE) es un plástico químicamente inerte y de baja fricción con muchas aplicaciones industriales. Además de otros plásticos de ingeniería como ABS y PVC, la mayoría de los fabricantes que trabajan con teflón utilizan técnicas de mecanizado.
Este artículo explica en detalle los métodos de mecanizado adecuados para trabajar con teflón. Además, se analizan las propiedades del material, las ventajas y las aplicaciones de las piezas de teflón personalizadas.
¿Qué es el material teflón/PFTE?
El teflón es una marca popular de politetrafluoroetileno (PTFE), un fluoropolímero termoplástico. El del Dr. Plunkett descubrió accidentalmente que el plástico de ingeniería es resistente a productos químicos como ácidos y bases. Además, tiene un bajo coeficiente de fricción, lo que lo convierte en un material útil en industrias como la automovilística y la médica.
Propiedades del teflón
Muchas de las propiedades del teflón resultan de la naturaleza del termoplástico como fluoropolímero (que consta únicamente de flúor y carbono). Por ejemplo, parece blanco y sólido a temperatura ambiente. Otras propiedades del material plástico son:
- Resistencia química
- Altas propiedades aislantes
- resistencia a los rayos ultravioleta
- Bajo coeficiente de fricción
- Baja constante dieléctrica/tangente de baja pérdida
- Efecto antiadherente
- Resistencia a la fatiga
Diferentes grados de PTFE
Se pueden utilizar varios tipos de teflón en diversas industrias que procesan plásticos. Algunos son de marca y todos tienen características únicas. Los tipos de teflón comúnmente utilizados en el procesamiento de plásticos incluyen:
- El PTFE puro tiene una alta resistencia química, así como una buena resistencia a la flexión y propiedades eléctricas.
- PTFE pigmentado con mejor visibilidad;
- PTFE modificado químicamente con fluencia reducida, superficie lisa y mejor resistencia a la permeación;
- El PTFE relleno de vidrio es adecuado para la producción de piezas que requieren una alta resistencia a la compresión, así como una excelente resistencia química y al desgaste.
- El PTFE relleno de Peek es conocido por su resistencia a la compresión.
Aplicaciones de material de teflón
El teflón es un material importante en varias industrias. A continuación se muestran ejemplos comunes de piezas de teflón personalizadas:
- Material importante en la construcción de tuberías;
- Es adecuado para la producción de dispositivos antifricción.
- Un material importante para recubrir piezas y dispositivos médicos;
- Se utiliza para recubrir equipos de laboratorio.
Diferentes métodos de procesamiento para Teflón/PTFE
Hay varios procesos de mecanizado disponibles para producir piezas de teflón personalizadas. A continuación se muestra una descripción general del proceso y cómo puede optimizarlo aún más.
Procesamiento mecánico/manual
Este proceso de mecanizado no implica control computarizado y, por tanto, es menos exacto y preciso. Son adecuados para mecanizar piezas de PTFE que no requieren diseños complejos, tolerancias estrictas ni procesos de fabricación. Los procesos de procesamiento mecánico se pueden utilizar en el sector del bricolaje.
Procesamiento CNC
El mecanizado CNC es el proceso más común para producir piezas mecanizadas de teflón personalizadas. Es un proceso sustractivo que utiliza herramientas controladas por computadora para eliminar porciones del material de teflón para formar la pieza deseada. El mecanizado de PTFE incluye las siguientes técnicas:
1. El fresado CNC implica el uso de una fresadora para eliminar el material de teflón y dar forma a las piezas mecanizadas. Las fresadoras CNC permiten la rotación y el movimiento a lo largo de múltiples ejes. Esto los hace exactos y precisos. Esta técnica de mecanizado se puede utilizar para producir piezas de teflón con bordes rugosos.
2. El torneado CNC implica sujetar y girar una pieza de trabajo y alimentarla al torno CNC para producir piezas de PTFE con moldes huecos.
3. La perforación CNC implica perforar un agujero en la pieza de teflón con un taladro. Hay varios aspectos a considerar al utilizar taladros CNC. Por ejemplo, la ola debe permitir una evacuación adecuada. Además, la broca debe estar perpendicular a la pieza de trabajo para minimizar el descentramiento.
4. El torneado-fresado CNC combina procesos de torneado y fresado, adecuados para la producción de piezas complejas de teflón. Aunque no es comparable al mecanizado multieje, puede producir algunas piezas complejas, como por ejemplo: una pieza hueca con características de suelo rugoso.
5. El mecanizado de múltiples ejes/5 ejes es el método avanzado de mecanizado de teflón para producir piezas especiales complejas. Utiliza una configuración de herramientas y ejes múltiples para mecanizar piezas de PTFE para mejorar la exactitud y precisión del producto final.
Consideraciones y consejos para trabajar con teflón
El teflón es un material exclusivo de las máquinas. Por tanto, es importante que los maquinistas comprendan las propiedades de los materiales. A continuación se presentan algunos consejos a tener en cuenta al trabajar con el material:
Tolerancia estricta
Al mecanizar teflón, hay un aumento en la fluencia de tensión y un alto coeficiente de expansión, lo que dificulta la obtención de tolerancias estrictas. Una solución adecuada para esto es utilizar refrigerantes para obtener las mejores tolerancias y acabados superficiales.
Blandura
El teflón también es un termoplástico blando que facilita el mecanizado. Sin embargo, debido a la extrema falta de rigidez, es fácil que se produzcan vibraciones en la herramienta durante el mecanizado. Sin embargo, puedes introducir materiales que puedan reforzarlo o utilizar teflón de mejor calidad.
Deformación bajo presión extrema
Recuerde que el teflón se deforma cuando se procesa bajo presión extrema. Además, puedes personalizarlo para cada pieza, por ejemplo. B. eliminar tolerancias estrictas y características complejas para garantizar que el material sea adecuado.
La forma de las piezas de teflón personalizadas.
El teflón no es adecuado para la producción de piezas asimétricas, como piezas curvas o en forma de disco, debido a su suavidad y al calor generado por los distintos procesos de mecanizado.
Otros consejos para procesar PTFE
- Utilice una herramienta de carburo con superficie pulida para mejorar el acabado superficial y proteger las herramientas;
- Soporta material PTFE para asegurar la precisión durante el proceso de mecanizado;
- Utilice la herramienta de mecanizado correcta para mejorar la evacuación de viruta y evitar obstrucciones.
- Utilice chorro de arena para crear una superficie más suave para la pieza de teflón y eliminar irregularidades.
¿Por qué el mecanizado CNC es el mejor método para producir piezas de teflón?
Rara vez escuchamos hablar de la impresión 3D o el moldeo por inyección para fabricar piezas de teflón. Sin embargo, el mecanizado CNC es el método común por las razones que se enumeran a continuación:
Descomposición antes de fundirse a alta temperatura.
El PTFE tiene una alta viscosidad de fusión y, en su estado amorfo, es muy sensible al calor a altas temperaturas y puede descomponerse antes de fundirse. Lo más importante es que a temperaturas superiores a 250 °C, el PTFE libera algunos gases tóxicos que pueden tener un impacto negativo tanto en el operador como en el usuario del producto. Por lo tanto, tanto la impresión 3D como el moldeo por inyección implican altas temperaturas y no son el método correcto para procesar el teflón.
Menos defectos y mayor precisión
Las máquinas CNC son autónomas, lo que significa que no requieren intervención humana y hay menos errores causados por operadores humanos. Además, a diferencia de los otros métodos de fabricación enumerados anteriormente, hay menos posibilidades de errores durante el proceso de fabricación y una mayor repetibilidad. La repetibilidad permanece a menos que se cambie intencionalmente el lenguaje de programación de la máquina CNC.
Generación de calor
En el mecanizado CNC y en la mayoría de los procesos de fabricación, se genera calor durante el proceso de mecanizado debido al movimiento de las herramientas. Por lo tanto, cuando se trabaja con material de teflón, se debe instalar un sistema de refrigeración para tener en cuenta este desarrollo de calor. El material es muy sensible al calor y la falta de un sistema de refrigeración puede provocar defectos como deformaciones durante el proceso de mecanizado.
Adecuado para piezas de formas complejas
El mecanizado CNC, especialmente las máquinas multieje, es adecuado para la producción precisa de piezas complejas. Esta es una característica importante que clasifica el mecanizado CNC en mecanizado preciso de teflón.
Aplicación de piezas de mecanizado de PTFE
Para garantizar la precisión del proceso, se deben utilizar piezas mecanizadas de teflón. Algunas áreas de aplicación se enumeran a continuación.
Industria automobilística
La industria automotriz utiliza piezas mecanizadas con teflón debido a su exactitud y precisión en el proceso de mecanizado. Las aplicaciones comunes de PTFE incluyen engranajes y válvulas.
Industria de repuestos médicos
Las piezas de máquinas de teflón se utilizan ampliamente en la fabricación de piezas médicas debido a su flexibilidad e inercia química. Son biocompatibles porque mantienen su estabilidad estructural y química cuando se implantan en el cuerpo. Ejemplos de piezas de máquinas de PTFE utilizadas en la fabricación de piezas médicas incluyen válvulas y cajas de agujas.
industria alimenticia
El teflón también es adecuado para el procesamiento de alimentos debido a su inercia química. Por tanto, no se produce ninguna reacción negativa a la comida. Se puede utilizar, por ejemplo, en la producción de componentes para máquinas de cocina.
industria aeroespacial
Las piezas de máquinas de teflón también son aplicables en la industria aeroespacial debido a sus propiedades mecánicas como resistencia y baja fricción, así como a la precisión y flexibilidad del proceso de mecanizado CNC. Las piezas comunes de teflón fabricadas mediante este proceso incluyen componentes y recubrimientos del sistema antiagarrotamiento.
Materiales alternativos al teflón
Además del teflón, existen otros materiales que puedes sustituir cuando trabajes en otros proyectos. A continuación se detallan los materiales más comunes y cómo se comparan con el teflón:
Etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE)
ECTFE es un fluoropolímero semicristalino y un copolímero de etileno y clorotrifluoroetileno. Al igual que el teflón, es un fluoropolímero. Sin embargo, a diferencia del teflón, tiene mejor resistencia química y resistencia a la corrosión. Por tanto, es una alternativa importante para la fabricación de piezas que requieran dichas propiedades.
Perfluoroalcoxi (PFA)
Al igual que el PTFE, el PFA es un fluoropolímero. El material es similar al PTFE en términos de resistencia química, pero es más blando y menos resistente a la abrasión. Esto reduce su uso en piezas estructurales. Sin embargo, a diferencia del teflón, el PFA se utiliza con menos frecuencia para el procesamiento.
Policlorotrifluoroetileno (PCTFE)
PCTFE es otra alternativa al material de teflón. A diferencia del PTFE, es un clorofluorocarbono. Las propiedades del material incluyen una alta resistencia al agua y la menor permeabilidad al vapor de agua de todos los plásticos.
WayKen proporciona servicios de mecanizado de teflón/PTFE
-Comentarios de DfM: con los comentarios de DfM, podemos garantizar que la pieza que envía sea fabricable. Además, también analizamos la pieza para un proceso de fabricación más sencillo y económico.
-Mecanizado CNC: Ofrecemos varios métodos de mecanizado, como fresado, torneado y mecanizado multieje para un mejor mecanizado personalizado de Teflón/PTFE con tolerancias ajustadas.
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Preguntas frecuentes
¿El PTFE es un termoplástico o termoestable?
El teflón es un termoplástico. Esto significa que se derrite cuando se calienta, se solidifica cuando se enfría y el proceso continúa. Por el contrario, los termoestables, como las resinas fenólicas, las resinas epoxi y el poliuretano, permanecen "solidificados" en su forma.
¿Cuál es la diferencia entre PTFE y teflón?
Ambos materiales son iguales. Sin embargo, el teflón es la marca del material PTFE.
¿Cuáles son las limitaciones del mecanizado con teflón?
La limitación en el procesamiento del teflón se basa en las propiedades del material. Por ejemplo, el PTFE tiene baja densidad y suavidad. Por lo tanto, necesita la herramienta de edición adecuada. Además, es difícil obtener tolerancias estrictas debido al alto coeficiente de fluencia y expansión bajo tensiones elevadas.
