Como Funciona a Usinagem de Plásticos: Guia Completo

Um dos principais atributos dos materiais plásticos é a capacidade de serem moldados em componente acabado sem necessidade de trabalho subsequente. Formas complexas, furos e características de undercut podem ser moldados usando ferramentas e técnicas de moldagem. Porém, tudo isso vem com custo de ferramental.

Ferramentas de moldagem e equipamentos de conformação usados nos diversos processos de moldagem de plásticos são invariavelmente criações artesanais únicas. Podem levar semanas ou meses para fabricar, com custo resultante alto. Quando um componente plástico é especificado e as quantidades não são grandes, a usinagem do componente torna-se mais econômica. Nem todos os plásticos podem ser usinados. Quanto mais rígido o plástico, mais fácil usiná-lo. Plásticos mais flexíveis e macios não são adequados para usinagem. Abaixo, uma visão geral de como funciona o processo de usinagem de plásticos.

Pontos Principais

As ferramentas de corte usadas na usinagem de todos os materiais dependem da rigidez do componente sendo cortado. No corte de metais, a rigidez natural é boa; o componente resiste à distorção quando o cortador (serra, broca ou bit) corta o metal. No caso de plásticos, a usinagem adapta-se melhor a materiais rígidos, como plásticos termofixos reforçados com fibra, nylons reforçados com vidro, acrílico ou PEEK, que têm boa rigidez relativa. Plásticos menos rígidos tendem a deformar e curvar quando o cortador tenta cortar, dificultando tolerâncias dimensionais finas.

Considerações no Processo de Usinagem de Plásticos

Devido à natureza mais macia dos plásticos, os dispositivos de fixação e garras devem ser projetados com maxilas que protejam o plástico usinado, podendo ser de outros plásticos moldados à forma do bloco. Além disso, os dispositivos precisam ser robustos para suportar o material cortado.

Plásticos termoplásticos usinados podem ser resfriados com jato de ar, desde que o cavaco resultante seja contínuo e não em forma de lascas. Plásticos termofixos podem ser resfriados com refrigerante líquido, mas deve-se ter cuidado com plásticos propensos a inchar na água para garantir que dimensões usinadas não mudem.

O calor gerado no processo pode causar expansão térmica — esse efeito deve ser considerado, pois as dimensões podem alterar no resfriamento.

Processos de Usinagem de Plásticos

• Usinagem CNC: Se o componente tem forma complexa, seu perfil pode ser programado em computador. Centro de usinagem CNC fabrica componentes duplicados. Cortadores intercambiáveis permitem usinar componentes complexos e variados.
• Torneamento: Se a forma desejada é redonda, operação de torneamento simples pode ser usada. Equipamento suplementar especial acoplado ao torno estende suas capacidades.
• Fresamento: Varia de fresamento simples a fresamento de perfil e CNC. Adições à fresadora ou uso de máquina mais complexa estendem a capacidade de formas complexas.
• Serra: Invariavelmente apenas para separar seções de material plástico de barras para usinagem subsequente.
• Corte com Matriz: Em certos casos, corte com matriz de material plástico produz componente simples. Limitado a material em chapa. Matriz macho e fêmea perfuram forma predeterminada. Processo manual ou automatizado com máquina especial.
• Corte com Faca Quente: Plásticos mais macios e menos rígidos podem ser cortados com faca quente. Fio ou lâmina eletricamente aquecida derrete o plástico localmente. Comum para cortar blocos de espuma e poliestireno expandido (EPS).
• Perfuração: Certas formas podem ser cortadas em prensas de perfuração tipo metal. Como máquinas CNC, são invariavelmente controladas por computador e multi-ferramentas. Limitado a chapas termoplásticas e termofixas finas.
• Corte a Jato de Água: Usado para aparar bordas de componentes termofixos reforçados com fibra, difíceis de aparar por outros processos. Camadas de reforço resistem a facas e equipamentos convencionais. Caminho de corte estreito e progresso rápido sem poeira ou lascas são vantagens.
• Separação: Acrílico e chapas laminadas podem ser separados por riscagem com faca afiada e quebra na linha riscada.
• Corte a Laser: Para corte e furação de perfil de certos tipos de acrílico e outros plásticos, não termofixos. Usa laser industrial para derreter o plástico, frequentemente com seguimento de perfil controlado por computador.
• Corte Ultrassônico: Plásticos mais macios e finos podem ser cortados com equipamento ultrassônico. A alta frequência derrete localmente o plástico. Integrado a controle de perfil por computador, adapta-se a linhas de produção automatizadas de alta velocidade.