Los plasticos son faciles de subestimar. Elige el equivocado y obtendras piezas deformadas, tolerancias fuera de especificacion y un cliente que no volvera a pedir. Elige bien y obtendras piezas mas ligeras, silenciosas y economicas que los equivalentes metalicos. Esta pagina cubre los plasticos que realmente mecanizamos regularmente — no un volcado de libro de texto de cada polimero que existe.
Empieza aqui. La mayoria de los trabajos de mecanizado de plasticos caen en uno de estos escenarios.
| Tu Situacion | Usa Este | Por que |
|---|---|---|
| No sabes / proposito general / engranajes y bujes | POM (Delrin) | Se mecaniza mejor que cualquier plastico. Baja absorcion de humedad. Buena resistencia y rigidez. Cubre 60–70% de nuestro trabajo en plasticos. |
| Necesitas resistencia tipo metal a alta temperatura | PEEK | 260°C continuo, 90–100 MPa de traccion. Reemplaza al aluminio en aeroespacial y medico. Pero cuesta 10–15x mas que POM. |
| Almohadillas de desgaste, rodamientos, rodillos (carga moderada) | Nylon (PA6 / PA66) | Buena tenacidad, autolubricante. Mas economico que PEEK. Pero absorbe humedad — ver abajo. |
| Juntas de baja friccion, resistencia quimica, contacto alimentario | PTFE (Teflon) | La menor friccion de cualquier solido, químicamente inerte. Extremadamente dificil de mecanizar — evitar CNC si es posible. |
| Aislamiento electrico + alta temperatura (170°C) | PEI (Ultem) | Resistente, ignifugo, buenas propiedades electricas. Usado en interiores aeroespaciales y carcasas electronicas. |
| Cubierta transparente, lente, ventana | Policarbonato (PC) | Resistente al impacto, opticamente claro. Bueno para carcasas de prototipo. Se mecaniza bien. |
| Tiras de desgaste, revestimientos de tolvas, tablas de corte de alimentos | UHMWPE | Extremadamente resistente, baja friccion, conforme a FDA. Muy dificil mantener tolerancias ajustadas. |
| El presupuesto es el factor principal | POM o Nylon | Ambos ampliamente disponibles en tamanos estandar y con precios competitivos. POM es mas seguro para tolerancias ajustadas. |
| Medico / contacto alimentario / requisito FDA | PTFE, POM-C, o UHMWPE | Todos tienen grados conformes a FDA. Verificar con el proveedor — no todos los grados de cada material estan aprobados por FDA. |
| Plastico | Nombre Comercial | Densidad (g/cm³) |
Traccion (MPa) |
Temp Max (continuo) |
Mecanizabilidad | Absorcion de Humedad |
Nivel de Costo |
Uso Tipico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| POM-C | Delrin, Celcon | 1.41 | 70 | 85–100°C | Excelente | Baja (0.2%) | Bajo | Engranajes, bujes, accesorios, valvulas |
| PEEK | Victrex, Ketron | 1.30 | 90–100 | 260°C | Dificil | Baja (0.5%) | Muy alto | Brackets aeroespaciales, implantes medicos, semiconductores |
| PA6 / PA66 | Nylon | 1.14 | 80 | 120°C | Bueno | Alta (2.5%) | Bajo | Rodamientos, almohadillas de desgaste, rodillos, poleas |
| PTFE | Teflon | 2.20 | 25–35 | 260°C | Muy dificil | Ninguna | Medio | Juntas, empaquetaduras, revestimientos quimicos |
| PEI | Ultem 1000 | 1.27 | 105 | 170°C | Aceptable | Baja (0.25%) | Alto | Conectores electricos, interiores aeroespaciales, sockets IC |
| PC | Lexan, Makrolon | 1.20 | 65–70 | 130°C | Bueno | Baja (0.2%) | Bajo | Cubiertas transparentes, lentes, carcasas de prototipo |
| UHMWPE | Tivar, Polystone | 0.93 | 40 | 80–100°C | Dificil | Baja | Bajo | Tiras de desgaste, revestimientos de tolva, tablas de corte |
POM es a lo que recurrimos primero cuando un cliente dice "pieza de plastico." Corta limpio, mantiene tolerancias, no absorbe mucha humedad y cuesta una fraccion de los polimeros de alto rendimiento. Si estas empezando a mecanizar plasticos, aprende primero con POM — todo lo demas es mas dificil.
| Propiedad | POM-C (Copolimero) | POM-H (Homopolimero) |
|---|---|---|
| Nombre comercial | Celcon, Hostaform C | Delrin (DuPont) |
| Resistencia a traccion | 60–70 MPa | 70–80 MPa |
| Cristalinidad | Menor (mas estable) | Mayor (ligeramente mas resistente) |
| Resistencia a acidos | Mejor | Aceptable (atacado por acidos fuertes) |
| Estabilidad dimensional | Ligeramente mejor | Buena |
| Costo | Similar | Similar (prima de marca Delrin ~10%) |
| Disponibilidad | Ampliamente disponible | Ampliamente disponible |
Para mecanizado CNC, la diferencia es pequena. POM-H (Delrin) es ligeramente mas resistente y tiene mejor resistencia a fatiga, lo que importa para engranajes y piezas moviles. POM-C tiene mejor resistencia quimica y ligeramente menor expansion termica. En la practica, la mayoria de los talleres no se preocupan por esto a menos que la aplicacion este al limite en una propiedad especifica.
POM es tolerante. Puedes obtener resultados decentes con un amplio rango de parametros. Esto es lo que funciona bien en nuestro taller:
| Operacion | Velocidad (m/min) | Avance | Prof. corte | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Desbaste (fresa) | 300–500 | 0.15–0.30 mm/diente | 2–5 mm | 2 labios de carburo. Agresivo — POM corta rapido. |
| Acabado (fresa) | 500–800 | 0.08–0.15 mm/diente | 0.2–0.5 mm | Herramienta afilada, corte ligero. Acabado de calidad pulido a alta velocidad. |
| Taladrado (φ6–12mm) | 50–100 | 0.10–0.20 mm/rev | — | Ciclo de peck para agujeros profundos (>3xD). Punto estandar funciona. |
| Roscado | 20–40 | — | — | Usar machos de espira helicoidal de 2 labios. Machos formadores de rosca funcionan bien. |
| Torneado (exterior) | 200–400 | 0.10–0.25 mm/rev | 1–3 mm | Inserto afilado, cara de ataque pulida para buen acabado. |
POM absorbe muy poca humedad (0.2% en saturacion). El cambio dimensional por humedad es despreciable para la mayoria de las aplicaciones. No necesitas pre-secar POM antes del mecanizado a menos que trabajes con tolerancias muy ajustadas (<0.01mm) en un ambiente de alta humedad. Incluso entonces, el efecto es pequeno comparado con la expansion termica.
PEEK es el superauto de los plasticos de ingenieria. Hace cosas que ningun otro polimero puede: uso continuo a 260°C, resistencia a traccion que se acerca al aluminio, resistencia quimica a casi todo, y biocompatibilidad para implantes medicos. Tambien cuesta tanto como un superauto relativo a otros plasticos.
| Aplicacion | Por que PEEK, No Algo Mas |
|---|---|
| Brackets estructurales aeroespaciales | Debe sobrevivir a 200°C+ con resistencia especifica. POM y Nylon no pueden. Ahorro de peso vs aluminio es 40–50%. |
| Implantes medicos / quirurgicos | Biocompatible, esterilizable (autoclave), transparente a rayos X. Nada mas cumple los tres requisitos. |
| Manipulacion de obleas de semiconductores | Debe soportar quimicos de grabado con plasma y alta temperatura. PTFE es demasiado debil estructuralmente. |
| Componentes de fondo de pozo petrolero | Alta presion, alta temperatura, exposicion a gas agrio. PEEK sobrevive donde POM se degrada. |
| Rodamientos en ambientes de alta temperatura | POM se ablanda arriba de 85°C. PEEK mantiene resistencia hasta 260°C. |
PEEK es semicristalino y abrasivo. Desgasta herramientas mas rapido de lo que esperarias de un "plastico." Esto es lo que necesitas saber:
| Operacion | Velocidad (m/min) | Avance | Prof. corte | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Desbaste (fresa) | 150–250 | 0.08–0.15 mm/diente | 1–3 mm | Carburo sin recubrir OK para corridas cortas. Recubierto de diamante para produccion. |
| Acabado (fresa) | 200–350 | 0.05–0.10 mm/diente | 0.1–0.3 mm | Herramienta afilada es critica. Herramienta desgastada = delaminacion en la superficie. |
| Taladrado | 40–80 | 0.05–0.12 mm/rev | — | Ciclo de peck obligatorio. Las virutas de PEEK son filamentosas y atoran el canal. |
| Torneado | 150–250 | 0.08–0.15 mm/rev | 0.5–2 mm | Usar insertos de acabado afilados con cara de ataque pulida. |
PEEK tiene baja conductividad termica (0.25 W/mK — aproximadamente 1/700 del aluminio). El calor generado en el filo de corte se concentra en una zona pequena. Esto causa dos problemas: expansion termica localizada (afectando la precision dimensional) y posible degradacion termica de la superficie (el material puede empezar a ablandarse o decolorarse arriba de 340°C).
Solucion: Usar soplado de aire o refrigerante por neblina minimo. El refrigerante a inundacion generalmente no se recomienda para PEEK porque puede causar agrietamiento por choque termico. El soplado de aire limpia virutas y enfria la zona de corte sin el riesgo de choque. Mantener velocidades de corte moderadas — no intentes correr PEEK a velocidades de POM.
PEEK absorbe algo de humedad (0.5% en equilibrio). Para la mayoria de las operaciones de mecanizado esto no es critico, pero para aplicaciones de alta temperatura o piezas aeroespaciales con tolerancias ajustadas, secar el material primero: 120–150°C por 3–4 horas en un horno de conveccion. Guardar en bolsa con desecante si no se mecaniza inmediatamente despues del secado.
Nylon es resistente, se desgasta bien y cuesta menos que POM. El problema es el agua. El nylon absorbe humedad como una esponja — hasta 2.5% en peso al 50% de humedad relativa. Esto causa expansion dimensional (hasta 0.3% lineal), reduce la rigidez hasta un 50% y cambia el comportamiento de mecanizado drasticamente. Si no consideras la humedad, tus piezas tendran un tamano incorrecto.
| Condicion | Humedad % | Cambio Dimensional | Resistencia a Traccion | Rigidez |
|---|---|---|---|---|
| Recibido (almacenamiento seco) | 0.2–0.5% | Cerca del nominal | 80 MPa | Alta (seco y rigido) |
| Secado en horno | <0.1% | Minimo | 80–85 MPa | La mas alta |
| Equilibrio a 50% HR | 1.5–2.5% | +0.2–0.3% lineal | 55–65 MPa | 30–50% menor |
| Saturado (inmerso) | 8–10% | +1.0–1.5% lineal | 40–50 MPa | 60–70% menor |
Para cualquier pieza con tolerancias mas ajustadas que ±0.1mm, pre-secar el nylon antes del mecanizado. El procedimiento estandar:
| Paso | Detalle |
|---|---|
| Temperatura de secado | 80–100°C para PA6/PA66. NO exceder 120°C — el nylon se oxida y decolora. |
| Tiempo de secado | 4–8 horas para varilla/barra hasta 50mm. Secciones mas grandes necesitan mas tiempo (12–24 horas). |
| Verificar | El peso debe dejar de disminuir. Comparar con especificacion de peso completamente seco del proveedor. |
| Mecanizar rapidamente | El nylon reabsorbe humedad rapidamente. Mecanizar dentro de 4–6 horas de sacar del horno. Mantener envuelto en pelicula plastica entre operaciones. |
| Dimension final | Si la pieza operara en ambiente humedo, considerar mecanizar ligeramente por debajo para considerar la absorcion de humedad de equilibrio. |
| Operacion | Velocidad (m/min) | Avance | Prof. corte | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Desbaste | 200–400 | 0.12–0.25 mm/diente | 2–4 mm | Carburo afilado de 2 labios. El nylon corta rapido pero se derrite facil. |
| Acabado | 300–600 | 0.06–0.12 mm/diente | 0.2–0.5 mm | Cortes ligeros. El derretimiento es el principal riesgo. |
| Taladrado | 40–80 | 0.08–0.15 mm/rev | — | Ciclo de peck. El nylon rewelds las virutas si no las limpias. |
| Propiedad | PA6 | PA66 | MC Nylon (colado) |
|---|---|---|---|
| Punto de fusion | 220°C | 260°C | N/A (colado por monomero) |
| Temp de servicio max | 80–100°C | 120°C | 100–120°C |
| Absorcion de humedad | Mayor (~2.7%) | Moderada (~2.5%) | Menor (~1.5%) |
| Rigidez | Menor | Mayor | Moderada |
| Disponibilidad | Varilla, lamina, tubo | Varilla, lamina, tubo | Principalmente tubos y laminas grandes |
| Mejor para | Proposito general | Mayor temperatura | Piezas grandes, rodamientos |
PTFE tiene el coeficiente de friccion mas bajo de cualquier material solido (0.05–0.10) y resiste practicamente a cada quimico. Esa es la buena noticia. La mala noticia: es blando (traccion 25–35 MPa), fluye bajo cualquier carga sostenida, se deforma bajo presion de sujecion y es extremadamente dificil de mecanizar con tolerancias ajustadas. Si necesitas precision CNC, PTFE generalmente es la eleccion equivocada.
PTFE tiene una tasa de fluencia en frio (creep) que es 100–1000x mayor que POM o PEEK. Lo que significa en la practica: si sujetas una pieza de PTFE en una mordaza, se deforma. Suelta la mordaza, y la pieza no recupera su forma — se queda deformada. Mecanizarla a ±0.05mm ya esta al limite. ±0.01mm es irrealista.
| Tecnica | Cuando Usar | Detalle |
|---|---|---|
| Mordazas blandas con contacto amplio | Fresado general | Usar mordazas blandas de aluminio mecanizadas al perfil de la pieza. Maxima area de contacto minimiza la presion localizada. |
| Cinta de doble cara + vacío | Laminas delgadas, fresado frontal | Pegar la lamina a una placa plana. Funciona para caracteristicas de un solo lado. |
| Sujecion de baja presion | Cualquier caracteristica critica | Usar la fuerza minima que sostenga la pieza de forma segura. Probar en material de desecho primero. |
| PTFE reforzado con relleno | Cuando necesitas mejor mecanizabilidad | PTFE rellenado con fibra de vidrio, carbono o bronce es significativamente mas rigido y mas facil de mecanizar. Cambia algo de resistencia quimica y pureza. |
| Operacion | Velocidad (m/min) | Avance | Notas |
|---|---|---|---|
| Desbaste | 150–300 | 0.10–0.20 mm/diente | Herramientas afiladas, cortes ligeros. PTFE es pegajoso — las virutas se pegan a la herramienta. |
| Acabado | 200–400 | 0.05–0.10 mm/diente | Ataque cero o ligeramente negativo ayuda a cortar limpio en vez de empujar. |
| Taladrado | 30–60 | 0.05–0.10 mm/rev | Ciclo de peck cada 1–2mm. PTFE agarra la broca y alarga el agujero. |
Los plasticos tienen opciones limitadas de tratamiento superficial comparados con los metales. Esto es lo que realmente funciona y lo que no, basado en nuestra experiencia.
| Tratamiento | POM | PEEK | Nylon | PTFE | PEI | PC | Notas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tal como mecanizado | Buen acabado | Buen acabado | Buen acabado | Aceptable (fluye) | Bueno | Bueno (transparente) | La mayoria de piezas plasticas se envian tal como mecanizadas. Pulir el trayecto de la herramienta para mejor acabado. |
| Granallado con perdigones | Funciona bien | Funciona bien | Funciona bien | Se deforma | Funciona | Escarcha la superficie | Usar baja presion (2–3 bar). Perdigones de vidrio finos (100–200 micrones). |
| Pulido | Espejo posible | Bueno | Bueno | No practico | Aceptable | Pulido optico | Progresar a traves de abrasivos 400–2000 grano, luego compuesto de pulido. |
| Pintura | Necesita imprimacion | Necesita imprimacion | Buena adhesion | Nada se pega | Bueno | Necesita imprimacion | PTFE es famoso por no adherir — ninguna pintura o recubrimiento se adhiere sin tratamiento superficial especial (ataque con sodio). |
| Anodizado / plateado | No | No | Solo niquel quimico | No | No | No | Los plasticos no se anodizan. Niquelado quimico en nylon funciona pero es de nicho. |
| Marcado laser | Buen contraste | Bueno | Bueno | Se derrite | Bueno | Se agrieta | Laser de fibra de baja potencia (10–20W). Probar en desecho primero. |
| Tintado / coloreado | Limitado | No | Si | No | No | Limitado | El nylon absorbe tinte bien. Por eso se usa nylon para piezas mecanicas de color. |
Los plasticos se mecanizan diferente de los metales. La misma intuicion que funciona en aluminio te causara problemas en nylon. Estas reglas vienen de anos de prueba y error.
| Regla | Por que |
|---|---|
| Alta velocidad, avance moderado | Los plasticos cortan mejor a altas velocidades de husillo con avance moderado por diente. La alta velocidad da corte limpio; el avance moderado previene acumulacion de calor. |
| Herramientas afiladas, siempre | Una herramienta desgastada genera calor en vez de cortar. En plasticos, calor = derretimiento = mal acabado superficial y error dimensional. Cambiar herramientas al primer signo de desgaste. |
| Fresas de 2 labios preferidas | Mayor clearance de canal significa mejor evacuacion de virutas. Los plasticos producen virutas mas grandes que los metales. 3 labios funciona en POM pero 4 labios se atasca en Nylon y UHMW. |
| Ataque cero o ligeramente positivo | Ataque positivo corta limpio. Ataque negativo empuja el material y genera calor. Excepcion: PTFE se beneficia de ataque cero o ligeramente negativo para prevenir que se agarre. |
| Profundidad de corte ligera | Cortes pesados generan demasiado calor. Desbaste con 2–4mm de profundidad, acabado con 0.1–0.3mm. Multiples pasadas ligeras superan una pasada pesada en plasticos. |
| Plastico | Recomendacion de refrigerante | Por que |
|---|---|---|
| POM | Soplado de aire preferido, neblina OK | POM no absorbe refrigerante. Las virutas se limpian bien con aire. El refrigerante anade costo y desorden sin mucho beneficio. |
| PEEK | Soplado de aire muy recomendado | El refrigerante a inundacion puede causar agrietamiento por choque termico. El aire limpia virutas y enfria gradualmente. |
| Nylon | Soplado de aire, neblina aceptable | Nylon no necesita refrigerante. El aire es suficiente. Si se usa neblina, las piezas necesitan secarse antes del recubrimiento. |
| PTFE | Sin refrigerante — solo aire | PTFE no se beneficia del refrigerante. Soplado de aire solo para limpieza de virutas. |
| PEI | Soplado de aire preferido | Similar a PEEK — el soplado de aire es suficiente y evita el riesgo de choque termico. |
| PC | Soplado de aire, neblina ligera OK | El policarbonato puede agrietarse por choque termico. Usar soplado de aire. La neblina es aceptable si se necesita para agujeros profundos. |
| UHMWPE | Solo soplado de aire | UHMWPE es ceroso — el refrigerante lo hace resbaladizo y dificil de sujetar. |
Hemos cometido la mayoria de estos nosotros mismos. Aprende de nuestra experiencia.
| Error | Consecuencia | Solucion |
|---|---|---|
| Especificar PEEK cuando POM basta | 10–15x costo de material, 3–4x mas tiempo de mecanizado, sin beneficio de rendimiento para la aplicacion | Verificar los requisitos reales de temperatura, quimicos y carga. POM maneja la mayoria de las piezas mecanicas a temperatura ambiente. |
| Mecanizar nylon sin pre-secado | Las dimensiones de la pieza cambian 0.2–0.3% a medida que la pieza absorbe humedad despues del mecanizado. Las tolerancias ajustadas se pierden en dias. | Secar a 80–100°C por 4–8 horas. Mecanizar dentro de 4–6 horas de sacar del horno. |
| Usar refrigerante a inundacion en PEEK o PC | El choque termico puede causar microgrietas en PEEK. El PC puede desarrollar grietas por tension. Ninguno se beneficia del refrigerante a inundacion. | Usar soplado de aire como refrigerante predeterminado para todos los plasticos de ingenieria. |
| Sujetar PTFE en una mordaza estandar | La pieza se deforma bajo la presion de las mordazas. Se pierde la precision dimensional. Marcas de superficie de las mordazas. | Usar mordazas blandas con area de contacto amplia. Fuerza de sujecion minima. Considerar blanks moldeados en vez de CNC. |
| Usar herramientas desgastadas en plasticos | La generacion de calor causa derretimiento, mal acabado superficial, errores dimensionales. POM se pone pegajoso, el nylon rewelds las virutas de vuelta a la pieza. | Cambiar herramientas al primer signo de desgaste. Los plasticos no perdonan filos de corte desgastados. |
| Medir piezas plasticas mientras estan calientes | La expansion termica da lecturas falsas. Una pieza de POM que mide 50.00mm justo al salir de la maquina puede ser 49.95mm a temperatura ambiente. | Dejar que las piezas se enfríen a temperatura ambiente (20–25°C) antes de la inspeccion final. Para tolerancias ajustadas, esperar 30–60 minutos. |
| Usar fresas de 4 labios en nylon o UHMW | Los canales se atascan con virutas, causando mal acabado y posible rotura de herramienta. Las virutas filamentosas de nylon se enrollan en la herramienta. | Usar fresas de 2 labios para mejor limpieza de virutas. 3 labios es aceptable en POM y PC. |
| No considerar la expansion termica en el diseno | Los plasticos expanden 5–10x mas que el acero por grado. Una pieza de POM de 100mm cambia 0.1mm con solo 10°C de cambio de temperatura. | Si la temperatura de operacion difiere de la temperatura de mecanizado en mas de 20°C, calcular el cambio dimensional y compensar en el diseno. |