Descubra os benefícios inacreditáveis desses 11 plásticos de usinagem CNC de alto desempenho

Os plásticos são parte integrante da indústria de manufatura moderna – eles estão 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 o material de um bloco sólido de material, moldando assim a peça. Quando se trata de fabricação de peças plásticas, a usinagem CNC é mais precisa do 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 produtos. Aqui estão 11 dos plásticos de usinagem CNC mais comuns disponíveis hoje:

11 plásticos CNC comuns

1. Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)

O ABS é um termoplástico de engenharia popular conhecido por sua resistência ao impacto e resistência, 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 produtos o utilizam para prototipagem rápida. Outras aplicações comuns incluem gabinetes eletrônicos, tampas de teclado e componentes de painel em carros.

Embora o ABS seja forte, é altamente suscetível ao desgaste por certas graxas, solventes e álcoois. Além disso, os graus comuns de ABS que não foram tratados com estabilizadores de calor modificados queimam facilmente e às vezes continuam a queimar mesmo após a remoção da chama.

Especificações mecânicas:

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

2. Nylon 66

O nylon, também conhecido como poliamida (PA), é uma ampla categoria de termoplásticos de engenharia de baixo atrito com alta resistência ao impacto, alta resistência à abrasão e química e excelentes propriedades mecânicas em geral.

O Nylon 66 é particularmente adequado para usinagem CNC porque é forte e durável o suficiente para uma ampla variedade de aplicações em muitos setores, incluindo automotivo e dispositivos médicos. Este plástico é naturalmente de alto desempenho, pode suportar muito desgaste e resiste a danos causados pelo óleo e combustível. No entanto, o nylon 66 tem baixa estabilidade dimensional quando absorve umidade e absorve umidade com muita facilidade. 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. Polieteretercetona (PEEK)

PEEK é um termoplástico de alto desempenho conhecido por sua combinação incomum de propriedades mecânicas. Este plástico é resistente a produtos químicos, desgaste, fluência, fadiga, líquidos e temperaturas de 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 o metal na usinagem CNC. As aplicações comuns incluem unidades de pistão, peças críticas de motores de aviões e seringas odontológicas.

Apesar de todos os seus pontos fortes, o PEEK não é resistente à luz UV e não resiste bem na presença de halogênios ou sódio. Além disso, é um dos plásticos de usinagem CNC mais caros do mercado – as equipes de produto devem considerar usá-lo apenas para suas aplicações mais exigentes.

Especificações mecânicas (PEEK não preenchido):

Alongamento na ruptura:30 – 150%
Módulo de flexão:3,7 – 4 GPa
Densidade:1,26 – 1,32 g/cm3
Resistência (impacto Izod entalhado à temperatura ambiente):80 – 94 J/m

4. (Poliacetal polioximetileno) POM

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

Delrin 570 e 150 são as classes mais comuns de POM usadas na usinagem CNC porque possuem excelente estabilidade dimensional e são ideais para criar peças precisas com tolerâncias apertadas. No entanto, este plástico tem baixa resistência a ácidos. Além disso, pode ser difícil de se relacionar. 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
Força de impacto, IZOD entalhado:6 kJ/m²
Resistência à tração na ruptura:53 MPa

5. Policarbonato (PC)

O PC é bem conhecido e amplamente utilizado na indústria de manufatura. É resistente, mas leve, naturalmente retardador de calor e oferece excelentes propriedades de isolamento elétrico. O PC também é mais eficiente do que outros termoplásticos de engenharia.

Os designers devem saber que o PC é naturalmente transparente e pode transmitir luz tanto quanto o vidro – além disso, assume cores muito bem. As aplicações comuns incluem óculos de proteção, instrumentos cirúrgicos, disjuntores e CDs/DVDs.

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

Especificações mecânicas:

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

6. Politetrafluoretileno (PTFE)

O PTFE, comumente conhecido como Teflon, é um polímero versátil de alto desempenho com várias propriedades mecânicas que o tornam valioso para as equipes de produto que projetam produtos comerciais. Este plástico é resistente a produtos químicos, temperatura, luz, UV, água, intempéries e fadiga. Conhecido por suas excelentes propriedades antiaderentes, o PTFE é mais comumente encontrado nos revestimentos de panelas antiaderentes, mas também é usado para juntas, peças semicondutoras e até adesivos de coração.

O PTFE tem o menor coeficiente de atrito de qualquer material sólido e é um dos cinco principais plásticos mais resistentes à corrosão. No entanto, as propriedades mecânicas do PTFE são geralmente inferiores às de outros plásticos de engenharia à temperatura ambiente - embora isso possa ser remediado pela adição de enchimentos apropriados. Também é importante observar que há limites na espessura das peças feitas com PTFE, pois normalmente está disponível apenas em chapas ou hastes de duas polegadas de espessura. O PTFE também é sensível à fluência e à 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)

O HDPE é um plástico flexível e fácil de processar que é resistente a rachaduras por estresse, produtos químicos e corrosivos, mesmo em baixas temperaturas. Oferece a mesma resistência ao impacto excepcional do polietileno de baixa densidade (LDPE) com uma resistência à tração quatro vezes maior. No entanto, este material tem baixa resistência aos raios UV. As aplicações comuns incluem plugues, vedações e isoladores elétricos.

Especificações mecânicas:

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

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

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

As equipes de produto devem ter em mente que o UHMW não é adequado para aplicações de alta carga porque é altamente suscetível à fluência e não deve ser usado em temperaturas superiores a 80 a 100°C. O UHMW é comumente encontrado em revestimentos de caçambas de caminhões, peças de máquinas de processamento de alimentos, tiras de desgaste e almofadas de pára-choques de docas marítimas.

Especificações mecânicas:

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

9. Polimetilmetacrilato (PMMA)

O PMMA, comumente conhecido como acrílico ou vidro acrílico, é um termoplástico rígido amplamente conhecido por sua resistência à quebra. É resistente, leve e resistente à maioria dos 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 melhor a luz e é mais resistente às intempéries e aos raios UV. Do ponto de vista do design, este plástico oferece opções ilimitadas de coloração e um índice de refração de 1,49.

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

Especificações mecânicas:

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

10. Polipropileno (PP)

O 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 produtos químicos em ambientes corrosivos e resistente à maioria dos solventes orgânicos, agentes desengordurantes e eletrólitos.

Comparado ao LDPE e HDPE, o PP tem menor resistência ao impacto, mas compensa em resistência à tração. Semelhante ao PTFE, o PP é normalmente limitado a folhas de três polegadas para usinagem, portanto, o tamanho da peça é limitado.

Especificações mecânicas:

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

11. Polietileno de baixa densidade (LDPE)

O 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.

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

Especificações mecânicas:

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

Comece a usar o Fast Radius

A usinagem CNC é um processo de fabricação versátil que permite que as equipes de desenvolvimento de produtos e engenheiros criem peças de alta qualidade com geometrias complexas. No entanto, como a usinagem CNC é compatível com quase todos os materiais que podem ser usinados, os engenheiros têm muitas opções. Percorrer todas as opções possíveis e escolher o melhor material para seu caso de uso pode ser desafiador e demorado.

Um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius pode agilizar o processo de seleção de materiais. Nossa equipe tem anos de experiência atendendo os clientes em todo o processo de fabricação - desde a otimização do projeto e seleção de materiais até a produção e entrega rápida. Estamos bem equipados para ajudar as equipes de produtos a se concentrarem no material de usinagem CNC certo para seus projetos exclusivos. Entre em contato hoje para começar.

Para obter mais informações sobre usinagem CNC de plástico e dicas de especialistas para seleção de materiais, confira o centro de aprendizado Fast Radius.