Top 11 Plásticos de Alto Desempenho para Usinagem CNC: Principais Benefícios

Plásticos são essenciais para a indústria de fabricação moderna — são amplamente disponíveis, a maioria é acessível e são compatíveis com processos de fabricação populares como moldagem por injeção, impressão 3D e usinagem CNC.

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo que usa ferramentas rotativas e brocas para remover sistematicamente material de um bloco sólido de material, moldando assim a peça. Quando se trata de fabricar peças plásticas, a usinagem CNC é mais precisa que a moldagem por injeção. Além disso, a usinagem CNC é compatível com uma gama mais ampla de plásticos do que muitos outros métodos de fabricação, tornando a produção de peças via usinagem uma escolha desejável para muitas equipes de produto. Aqui estão 11 dos plásticos de usinagem CNC mais comuns disponíveis hoje:

11 plásticos CNC comuns

1. Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)

ABS é um termoplástico de engenharia popular conhecido por sua resistência e resistência a impactos, alta resistência ao calor e boa usinabilidade. Este plástico é um bom isolante, ideal para aplicações elétricas, e permanece mecanicamente estável ao longo do tempo.

Como o ABS é tão leve, acessível e amplamente disponível, muitas equipes de produto o usam para prototipagem rápida. Outras aplicações comuns incluem gabinetes eletrônicos, teclas de teclado e componentes de painel em carros.

Mesmo que o ABS seja forte, ele é altamente suscetível a desgaste por certas graxas, solventes e álcoois. Além isso, graus comuns de ABS que não foram tratados com estabilizadores de calor modificados queimam facilmente e às vezes continuam a queimar mesmo após a chama ter sido removida.

Especificações mecânicas:

• Alongamento na ruptura: 10 – 50%
• Módulo de flexão: 1,6 – 2,4 GPa
• Resistência à tração: 29,8 – 43 MPa
• Dureza Shore D: 100

2. Nylon 66

Nylon, também conhecido como poliamida (PA), é uma ampla categoria de termoplásticos de engenharia de baixo atrito com alta resistência a impactos, alta resistência à abrasão e química, e excelentes propriedades mecânicas gerais.

Nylon 66 é particularmente adequado para usinagem CNC porque é forte e durável o suficiente para uma ampla variedade de aplicações em muitas indústrias, incluindo automotiva e dispositivos médicos. Este plástico é naturalmente de alto desempenho, pode suportar muito desgaste e resiste a danos de óleo e combustível. No entanto, o nylon 66 tem baixa estabilidade dimensional quando absorve umidade, e absorve umidade muito facilmente. Também não se sustenta bem na presença de ácidos minerais fortes.

Especificações mecânicas:

• Alongamento na ruptura: 150 – 300%
• Módulo de flexão: 2965 MPa
• Resistência à tração: 76 MPa
• Dureza: 116, Rockwell R

3. Polietetercetona (PEEK)

PEEK é um termoplástico de alto desempenho conhecido por sua combinação incomum de propriedades mecânicas. Este plástico é resistente a químicos, desgaste, fluência, fadiga, líquidos e temperaturas até 260°C (480°F). Também é leve, forte o suficiente para suportar condições ambientais adversas e insolúvel em todos os solventes comuns. Além disso, o PEEK é reciclável e biocompatível.

Como o nylon, o PEEK é frequentemente usado para substituir metal na usinagem CNC. Aplicações comuns incluem unidades de pistão, peças críticas de motores de avião e seringas dentárias.

Por todas as suas forças, o PEEK não é resistente à luz UV e não se sustenta bem na presença de halogênios ou sódio. Além disso, é um dos plásticos de usinagem CNC mais caros do mercado — equipes de produto devem considerar usá-lo apenas para suas aplicações mais exigentes.

Especificações mecânicas (PEEK não carregado):

• Alongamento na ruptura: 30 – 150%
• Módulo de flexão: 3,7 – 4 GPa
• Densidade: 1,26 – 1,32 g/cm3
• Tenacidade (Impacto Izod Entalhado à Temperatura Ambiente): 80 – 94 J/m

4. (Polioximetileno de poliacetal) POM

Mais comumente conhecido por seu nome comercial, Delrin, o POM é um dos mais usináveis de todos os plásticos CNC. Equipes de produto escolhem POM quando precisam de um plástico de alta resistência, alta rigidez com excelente resistência a calor, desgaste, intempéries, químicos e combustível.

Delrin 570 e 150 são os graus mais comuns de POM usados em usinagem CNC porque têm excelente estabilidade dimensional e são ideais para criar peças precisas com tolerâncias apertadas. No entanto, este plástico tem má resistência a ácidos. Além disso, pode ser difícil de colar. Aplicações comuns para POM incluem componentes de cinto de segurança, cigarros eletrônicos, canetas de insulina e medidores de água.

Especificações mecânicas (Delrin 570):

• Módulo de tração: 4900 MPa
• Módulo de flexão: 4600 MPa
• Resistência ao impacto, IZOD entalhado: 6 kJ/m²
• Resistência à tração na ruptura: 53 MPa

5. Policarbonato (PC)

PC é bem conhecido e amplamente usado na indústria de fabricação. É resistente, mas leve, naturalmente retardante ao calor e oferece excelentes propriedades de isolamento elétrico. PC também é mais eficiente que outros termoplásticos de engenharia.

Designers devem saber que o PC é naturalmente transparente e pode transmitir luz tão bem quanto o vidro — além de aceitar cor muito bem. Aplicações comuns incluem óculos de segurança, implementos cirúrgicos, disjuntores e CDs/DVDs.

Infelizmente, as boas propriedades mecânicas do PC se degradam após exposição prolongada a água acima de 60°C. Além disso, embora o PC seja resistente a ácidos diluídos, óleos e graxas, é suscetível a desgaste por hidrocarbonetos e amarelará com o tempo após exposição prolongada a raios UV.

Especificações mecânicas:

• Alongamento na ruptura: 50-120%
• Módulo de flexão: 2,2-2,5GPa
• Resistência à tração na ruptura: 55-77MPa
• Dureza Shore D: 90-95

6. Politetrafluoretileno (PTFE)

PTFE, comumente conhecido como Teflon, é um polímero de alto desempenho versátil com várias propriedades mecânicas que o tornam valioso para equipes de produto projetando produtos comerciais. Este plástico é resistente a químicos, temperatura, luz, UV, água, intemperismo e fadiga. Conhecido por suas excelentes propriedades antiaderentes, o PTFE é mais comumente encontrado em revestimentos para panelas antiaderentes, mas também é usado para juntas, peças de semicondutores e até remendos cardíacos.

O PTFE tem o menor coeficiente de atrito de qualquer material sólido e é um dos cinco plásticos mais resistentes à corrosão. No entanto, as propriedades mecânicas do PTFE são geralmente inferiores a outros plásticos de engenharia à temperatura ambiente — embora isso possa ser remediado adicionando enchimentos apropriados. Também é importante notar que existem limites na espessura de peças feitas com PTFE, já que normalmente só está disponível em chapas ou barras de duas polegadas de espessura. O PTFE também é sensível a fluência e abrasão.

Especificações mecânicas:

• Alongamento na ruptura: 300-550%
• Módulo de tração: 550 MPa
• Resistência dielétrica: 19,7 kV/mm
• Coeficiente de atrito dinâmico: 0,04

7. Plásticos de polietileno de alta densidade (HDPE)

HDPE é um plástico flexível e fácil de processar, resistente a trincas por tensão, químicos e corrosivos mesmo em baixas temperaturas. Oferece a mesma resistência a impactos excepcional do polietileno de baixa densidade (LDPE) com uma resistência à tração quatro vezes maior. No entanto, este material tem má resistência UV. Aplicações comuns incluem tampões, vedações e isoladores elétricos.

Especificações mecânicas:

• Alongamento na ruptura: 500%
• Resistência à tração: 4.000 PSI
• Densidade: 0,035 lbs / cu. in.
• Dureza: Rockwell R65

8. Polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMW)

UHMW é um plástico resistente, versátil e altamente usinável com alta resistência à abrasão e desgaste. Equipes de produto recorrem a este material quando precisam de um plástico durável e de baixo atrito para suas aplicações industriais.

Equipes de produto devem ter em mente que o UHMW não é adequado para aplicações de alta carga porque é altamente suscetível a fluência, e não deve ser usado em temperaturas acima de 80 a 100°C. UHMW é comumente encontrado em forros de caçamba de caminhão, peças de máquinas de processamento de alimentos, tiras de desgaste e almofadas de proteção de docas marítimas.

Especificações mecânicas:

• Resistência à tração: 3.100 PSI
• Módulo de flexão: 110.000 PSI
• IZOD impacto (entalhado): 18,0

9. Polimetil metacrilato (PMMA)

PMMA, comumente conhecido como acrílico ou vidro acrílico, é um termoplástico rígido amplamente conhecido por sua resistência a estilhaços. É resistente, leve, resistente à maioria de produtos químicos de laboratório. No entanto, ele se decompõe quando usado com hidrocarbonetos clorados ou aromáticos, cetonas ou éteres.

Comparado ao poliestireno, o PMMA transmite luz melhor e é mais resistente a intempéries e UV. Do ponto de vista de design, este plástico oferece opções de cores ilimitadas e um índice de refração de 1,49.

No entanto, o PMMA não é muito resistente a calor, impacto, desgaste ou abrasão. Além disso, este material é propenso a trincas sob cargas pesadas. Como tal, equipes de produto devem considerar PMMA apenas para aplicações de baixo estresse, como coberturas de estufas, coberturas de luz indicadora de carro, painéis solares e dispositivos de teste de drogas.

Especificações mecânicas:

• Alongamento na ruptura: 2 – 10%
• Módulo de flexão: 2,5 – 3,5 GPa
• Dureza Shore D: 90 – 99
• Resistência à tração na ruptura: 38 – 70 MPa

10. Polipropileno (PP)

Polipropileno é um plástico de usinagem CNC econômico que oferece uma combinação única de propriedades não encontradas em muitos outros plásticos. É leve, altamente resistente a químicos em ambientes corrosivos e resistente à maioria de solventes orgânicos, agentes desengraxantes e eletrolitos.

Comparado a LDPE e HDPE, o PP tem menor resistência a impactos, mas compensa com resistência à tração. Semelhante ao PTFE, o PP é tipicamente limitado a chapas de três polegadas para usinagem, então o tamanho da peça é limitado.

Especificações mecânicas:

• Resistência à tração no escoamento: 4800 PSI
• Resistência à flexão: 5400 PSI
• Módulo de flexão: 160.000 PSI
• Dureza: 80 Rockwell R

11. Polietileno de baixa densidade (LDPE)

LDPE é um plástico de usinagem CNC resistente, mas flexível, conhecido por sua flexibilidade em baixas temperaturas e resistência à corrosão. É fácil de soldar e selar a quente e oferece boa resistência química.

LDPE é usado principalmente para órteses e próteses. No entanto, LDPE não deve ser usado para aplicações nas quais rigidez, alta resistência estrutural e resistência a altas temperaturas são necessárias. O tamanho da peça também é limitado devido a limitações de espessura no LDPE comercialmente disponível.

Especificações mecânicas:

• Resistência à tração: 1.400 PSI
• Módulo de flexão: 30.000 PSI
• Resistência ao impacto IZOD (entalhado): sem ruptura

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