Usinagem de acrílico versus policarbonato:principais diferenças e escolha do material certo

Publicado em 16 de novembro de 2022

Publicado anteriormente em fastradius.com em 16 de novembro de 2022

O acrílico, também conhecido como plexiglass ou polimetilmetacrilato (PMMA), e o policarbonato são plásticos leves e transparentes, adequados para a fabricação de peças por meio de usinagem CNC. O acrílico é conhecido por sua resistência e transparência, o que o torna uma excelente alternativa ao vidro padrão, enquanto o policarbonato é incrivelmente resistente e resistente a impactos, tornando-o ideal para aplicações que exigem clareza e maior durabilidade, como vidro de segurança.

Embora o acrílico e o policarbonato sejam semelhantes em muitos aspectos, existem algumas diferenças importantes entre esses dois materiais comuns que podem tornar um mais adequado para uma aplicação específica do que o outro, ou impactar o processo de usinagem e, portanto, o tempo de entrega e o custo. Neste artigo, veremos o que você precisa saber sobre usinagem de acrílico e policarbonato para que você possa selecionar a melhor opção de fabricação para o seu projeto e criar designs que funcionem com o material escolhido.

Usinagem de acrílico e policarbonato:o que você precisa saber

Quando se trata de usinagem de acrílico, o acrílico fundido costuma ser uma escolha melhor do que o acrílico extrudado, pois este último tem maior probabilidade de rachar ou lascar durante o processo de usinagem. Isso significa que as estratégias de percurso às vezes precisam de seleção cuidadosa para evitar lascamento da peça. Além disso, como os acrílicos não são muito resistentes ao calor, é necessário utilizar uma ferramenta de corte afiada para obter um acabamento superficial liso. O baixo ponto de fusão do acrílico significa que também será necessário usar um avanço de corte mais baixo do que outros plásticos durante a usinagem, uma vez que avanços mais altos gerarão mais atrito e calor, e potencialmente arruinarão sua peça. Se necessário, o acrílico pode ser mantido no freezer antes da usinagem para garantir que permaneça o mais frio possível.

Com sua tenacidade e resistência ao impacto, o policarbonato é melhor para usinagem e é particularmente adequado para fresamento CNC. No entanto, ao usinar policarbonato, a nitidez da ferramenta de corte ainda é importante, pois as folhas de policarbonato podem derreter se houver acúmulo de muito calor durante o processo de usinagem. Como o policarbonato tem menos probabilidade de lascar do que o acrílico, ele tende a ser mais fácil de usinar e permite o uso de estratégias de percurso de ferramenta mais padronizadas. Além disso, como existe uma faixa de temperatura de trabalho mais alta, estratégias mais agressivas podem ser utilizadas com menor chance de causar problemas, economizando potencialmente tempo e dinheiro.

Aplicações para Acrílico e Policarbonato

Tanto o acrílico quanto o policarbonato são leves, usináveis e possuem características únicas que os tornam adequados para uma variedade de aplicações em todos os setores.

O acrílico é um material popular nas indústrias automotiva, de construção e aeroespacial e é frequentemente usado em itens como caixas secas, lentes, escudos contra radiação e dessecadores. Além disso, sua transparência, resistência e alta resistência ao impacto o tornam uma ótima alternativa ao vidro, e você pode encontrá-lo comumente usado em estufas, aquários, terrários, barreiras de segurança e muito mais.

Assim como o acrílico, o policarbonato é popular nas indústrias automotiva, aeroespacial e de construção, mas sua resistência ao calor e forte estabilidade dimensional o tornam muito popular na indústria médica, já que as peças de policarbonato podem suportar autoclaves limitadas e esterilização por irradiação. Entre suas aplicações mais comuns, o policarbonato é frequentemente usado em displays de varejo em pontos de venda, protetores faciais, elementos arquitetônicos, coletores transparentes, janelas à prova de balas e muito mais.

Prós e contras do uso de acrílico em suas peças

O acrílico oferece uma série de atributos positivos, incluindo:

• Transparência:  O acrílico pode permitir a passagem de até 92% da luz, tornando-o mais transparente do que alguns tipos de vidro e a maioria dos outros termoplásticos. Também pode ser colorido sem sacrificar sua transparência, embora também seja possível fabricar peças de acrílico mais opacas.
• Força:  O acrílico é muito mais forte e resistente a impactos do que o vidro. A maioria dos tipos de acrílico são quatro a oito vezes mais resistentes que o vidro.
• Resistência ambiental:  O acrílico é naturalmente resistente a arranhões, intempéries e radiação UV, tornando-o ideal para aplicações externas.
• Resistência química:  O acrílico é resistente a muitos produtos químicos, incluindo álcalis, detergentes, produtos de limpeza e ácidos inorgânicos diluídos.
• Absorção de umidade:  O acrílico possui baixa absorção de umidade, o que permite manter suas dimensões quando utilizado em aplicações externas.
• Compatibilidade com revestimentos:  As peças de acrílico podem ser revestidas com camadas antiestáticas, duras ou antirreflexo para melhorar a qualidade da superfície, prolongar sua vida útil e garantir que atendam a requisitos específicos.
• Acessibilidade:  Apesar de sua resistência, durabilidade e clareza, o acrílico permanece relativamente barato de fabricar e usinar. Para efeito de comparação, o policarbonato é cerca de 35 a 40% mais caro.
• Cor:  O acrílico está disponível em uma ampla variedade de cores.

A usinagem CNC de acrílico tem suas desvantagens. Como observado anteriormente, o acrílico é mais suscetível a rachaduras e lascas do que o policarbonato e é um pouco mais difícil de usinar, pois perderá a integridade estrutural e começará a derreter em temperaturas acima de 160°C. Ao projetar peças de acrílico para usinagem CNC, você precisa se lembrar desse ponto de fusão relativamente baixo porque torna o material mais suscetível à deformação durante o processo de fabricação. Para evitar o risco de fusão e obter um acabamento superficial de qualidade, é crucial usar uma taxa de avanço e profundidade de passe adequadas. Da mesma forma, para reduzir a trepidação e obter cortes de qualidade, as peças de acrílico devem ser usinadas usando ferramentas com comprimento de canal curto e profundidade de corte de aproximadamente metade do diâmetro da broca.

O uso pretendido do seu produto também determinará se o acrílico é a melhor opção para o seu projeto. Por exemplo, a extrema biocompatibilidade do acrílico torna-o uma boa opção para implantes ósseos, dentaduras ou outras aplicações de contacto com a pele; da mesma forma, sua resistência às intempéries, à radiação UV e a arranhões o tornam uma boa opção para peças que serão usadas ao ar livre. Por outro lado, o acrílico pode não ser a melhor escolha para recipientes de alimentos que serão expostos a ambientes de alta temperatura, como máquinas de lavar louça ou micro-ondas, uma vez que as peças de acrílico só manterão suas dimensões até 65°C (149°F), ponto em que começarão a amolecer. 

Prós e contras do uso de policarbonato em suas peças

Os pontos positivos do uso de policarbonato incluem:

• Transparência:  O policarbonato é um termoplástico naturalmente transparente que pode transmitir luz com a mesma eficácia que o vidro, tornando-o ideal para lentes, iluminação e vidro à prova de balas. Assim como o acrílico, o policarbonato pode ser colorido sem sacrificar sua transparência.
• Variedade:  Existem várias formulações de policarbonato no mercado, incluindo variantes com enchimento de vidro e em conformidade com a FDA, por isso é provável que você encontre uma que atenda às necessidades do seu projeto.
• Força e resistência ao impacto:  O policarbonato tem uma resistência à tração cerca de 200 vezes maior que a do vidro e é altamente resistente ao impacto. Conseqüentemente, é frequentemente usado em vidros à prova de balas e equipamentos de proteção.
• Encolhimento e estabilidade dimensional:  O policarbonato manterá suas dimensões na maioria das condições e tem uma baixa taxa de encolhimento de 0,6 a 0,9%.
• Resistência ambiental:  O policarbonato é naturalmente resistente à radiação UV e pode suportar vários níveis de umidade e temperaturas flutuantes, o que o torna um excelente material para aplicações externas e óculos.
• Resistência química:  O policarbonato é resistente a muitos produtos químicos, incluindo ácidos diluídos, óleos, ceras, hidrocarbonetos alifáticos, álcoois e graxas.
• Absorção de umidade:  O policarbonato tem absorção de umidade ligeiramente menor em comparação ao acrílico.
• Compatibilidade com revestimentos:  Assim como o acrílico, os componentes de policarbonato podem ser revestidos com camadas antiestáticas, duras e anti-reflexo. O policarbonato também é compatível com camadas UV e antiembaçantes.
• Alta usinabilidade:  Por ser tão durável e tolerante ao calor, o policarbonato é mais fácil de usinar do que o acrílico.

Embora o policarbonato tenha muitos atributos positivos, existem algumas desvantagens em usá-lo para um projeto de usinagem CNC, incluindo seu alto custo e sua suscetibilidade a amassados. Além disso, como o policarbonato risca facilmente, é mais provável que exija acabamento, o que é complicado pelo fato de que apenas alguns processos de acabamento, como polimento e revestimento a vapor, funcionam com peças de policarbonato.

Além disso, é importante observar que as peças de policarbonato também são propensas a desenvolver cavidades ou vazios em seções mais espessas. Para evitar isso, é melhor quebrar os elementos mais grossos em seções menores e mais finas para serem montadas posteriormente. É fácil lembrar essa dica tendo em mente os custos – usinar uma peça grossa de um único bloco de policarbonato normalmente será mais caro do que trabalhar com peças menores devido ao custo das matérias-primas e ao tempo de usinagem.

Opções de Acabamento para Acrílico e Policarbonato

Existem várias opções de acabamento disponíveis para acrílico e policarbonato, incluindo algumas que ajudarão suas peças a parecerem prontas para aplicações de uso final e até mesmo melhorar a clareza:

• Acabamento usinado:  O acabamento padrão e mais econômico, “como usinado” ou “como fresado”, significa que nenhum pós-processamento adicional é aplicado à peça. As peças usinadas têm acabamentos dimensionais precisos e podem representar uma opção de fabricação mais rápida e acessível. Em alguns casos, as peças usinadas podem apresentar marcas de ferramentas, manchas ou arranhões pequenos, mas visíveis na superfície.
• Jateamento de esferas:  Um acabamento econômico que cria uma aparência uniforme, o jateamento tende a deixar um acabamento fosco ou acetinado e é eficaz para remover marcas de ferramentas e manchas superficiais.
• Polimento a vapor:  Esta opção de acabamento utiliza vapor de solvente para transformar superfícies foscas ou opacas em superfícies lisas, de alto brilho ou opticamente transparentes. O polimento a vapor é frequentemente usado em peças onde superfícies ásperas são inaceitáveis ​​ou onde a clareza é fundamental. 

Com cuidado suficiente durante o processo de corte, as superfícies usinadas das peças de acrílico e policarbonato normalmente serão translúcidas, mas podem se tornar quase opacas se o material derreter. Caso ocorra derretimento, pode ser possível resolver a opacidade da superfície com opções de pós-processamento, como polimento a vapor. No entanto, vale a pena notar que os acabamentos usinados para peças de acrílico e policarbonato não serão opticamente transparentes, embora possa ser possível obter clareza óptica se forem utilizadas ferramentas diamantadas, mas isso deve ser solicitado especificamente durante o processo de cotação, pois aumentará significativamente o custo.

Resumindo:Comparando Acrílico e Policarbonato para Usinagem

Cuidado especial deve ser tomado com projetos que incluem acrílico usinado devido à maior probabilidade de trincas por tensão. Pensando nisso, é aconselhável utilizar ferramentas de corte bem afiadas para evitar derreter o acrílico ou causar rachaduras; os cortadores de diamante produzem o melhor acabamento superficial, embora os cortadores de metal duro sejam muito mais acessíveis. Também será necessário usar uma taxa de avanço relativamente rápida para evitar que o acrílico derreta, mas lembre-se de que ir rápido demais pode causar extrema pressão de corte e quebra.

Embora o policarbonato seja geralmente mais adequado para usinagem graças à sua rigidez, resistência, durabilidade e maior ponto de fusão, a desvantagem é que o policarbonato é menos transparente que o acrílico. No entanto, se você precisar criar peças para uso específico, como equipamentos de proteção, caixas de fusíveis ou componentes grandes e resistentes, a transparência pode não ser um problema. Por outro lado, se você estiver projetando um produto para o qual a transparência é uma prioridade máxima, pode valer a pena fazer um esforço extra para usinar o acrílico.

Dando vida aos projetos de suas peças com SyBridge

Selecionar um material adequado para o seu projeto de fabricação pode ser a diferença entre o sucesso e o fracasso. Embora tenhamos explorado os pontos positivos e negativos do acrílico e do policarbonato, vale lembrar que eles não são suas únicas opções. Vários materiais de usinagem CNC podem ser compatíveis com o design da sua peça e a aplicação pretendida, e escolher o correto pode ser um processo complicado. 

Felizmente, um parceiro de fabricação como a SyBridge pode reduzir essa complexidade e enfrentar os desafios que determinados materiais apresentam. Além de ajudá-lo a decidir se acrílico, policarbonato ou outro material funcionará melhor para sua peça, nossa equipe pode oferecer acesso às ferramentas e ao conhecimento necessário para garantir que a produção ocorra da maneira mais tranquila e econômica possível. E iniciar seu projeto é simples:basta criar uma conta e fazer upload de seus designs para obter um orçamento de suas peças instantaneamente. Ou, para saber mais sobre como podemos tornar seu projeto possível, entre em contato conosco hoje mesmo.