Existen miles de plásticos en el mercado para el prototipado rápido o la producción a pequeña escala. Elegir el plástico adecuado para un proyecto específico puede ser abrumador, especialmente para aspirantes a inventores o emprendedores. Cada material representa un equilibrio en cuanto a costo, resistencia, flexibilidad y acabado superficial. Es necesario considerar no solo la aplicación de la pieza o producto, sino también el entorno en el que se utilizará.
En general, los plásticos de ingeniería poseen propiedades mecánicas mejoradas que les confieren mayor durabilidad y no se modifican durante el proceso de fabricación. Algunos tipos de plásticos también pueden modificarse para mejorar su resistencia, así como su resistencia al impacto y al calor. Analicemos los diferentes materiales plásticos a considerar según la funcionalidad de la pieza o producto final.
Una de las resinas más comunes para fabricar piezas mecánicas es el nailon, también conocido como poliamida (PA). Al mezclar la poliamida con molibdeno, presenta una superficie lisa que facilita el movimiento. Sin embargo, no se recomiendan los engranajes de nailon sobre nailon, ya que, al igual que los plásticos, tienden a adherirse. El PA presenta una alta resistencia al desgaste y la abrasión, y buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas. El nailon es un material ideal para la impresión 3D con plástico, pero absorbe agua con el tiempo.
El polioximetileno (POM) también es una excelente opción para piezas mecánicas. El POM es una resina acetálica que se utiliza para fabricar el Delrin de DuPont, un plástico valioso empleado en engranajes, tornillos, ruedas y otros materiales. El POM posee alta resistencia a la flexión y a la tracción, rigidez y dureza. Sin embargo, se degrada con álcalis, cloro y agua caliente, y es difícil de adherir.
Si su proyecto consiste en fabricar algún tipo de contenedor, el polipropileno (PP) es la mejor opción. El polipropileno se utiliza en contenedores para almacenar alimentos porque es resistente al calor, impermeable a aceites y disolventes, y no libera sustancias químicas, lo que lo hace seguro para el consumo. El polipropileno también ofrece un excelente equilibrio entre rigidez y resistencia al impacto, lo que facilita la creación de bucles que se pueden doblar repetidamente sin romperse. También se puede utilizar en tuberías y mangueras.
Otra opción es el polietileno (PE). El PE es el plástico más común del mundo, con baja resistencia, dureza y rigidez. Generalmente es un plástico blanco lechoso que se utiliza para fabricar botellas de medicamentos, envases de leche y detergentes. El polietileno es muy resistente a una amplia gama de productos químicos, pero tiene un punto de fusión bajo.
El material de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es ideal para cualquier proyecto que requiera alta resistencia al impacto, al desgarro y a la fractura. El ABS es ligero y puede reforzarse con fibra de vidrio. Es más caro que el estireno, pero su durabilidad es mayor gracias a su dureza y resistencia. Modelado 3D de ABS moldeado por fusión para prototipado rápido.
Dadas sus propiedades, el ABS es una buena opción para wearables. En Star Rapid, creamos la carcasa del reloj inteligente para E3design con plástico ABS/PC prepintado y moldeado por inyección en negro. Este material hace que el dispositivo sea relativamente ligero, a la vez que proporciona una carcasa resistente a impactos ocasionales, como cuando el reloj golpea una superficie dura. El poliestireno de alto impacto (HIPS) es una buena opción si se necesita un material versátil y resistente a los impactos. Este material es adecuado para fabricar cajas duraderas para herramientas eléctricas y herramientas. Aunque el HIPS es asequible, no se considera ecológico.
Muchos proyectos requieren resinas de moldeo por inyección con elasticidad similar a la del caucho. El poliuretano termoplástico (TPU) es una buena opción gracias a sus diversas formulaciones especiales que le otorgan alta elasticidad, rendimiento a bajas temperaturas y durabilidad. El TPU también se utiliza en herramientas eléctricas, rodillos, aislamiento de cables y artículos deportivos. Gracias a su resistencia a los disolventes, el TPU posee una alta resistencia a la abrasión y al cizallamiento, y puede utilizarse en numerosos entornos industriales. Sin embargo, es conocido por absorber la humedad del ambiente, lo que dificulta su procesamiento durante la producción. Para el moldeo por inyección, existe el caucho termoplástico (TPR), que es económico y fácil de manipular, por ejemplo, para fabricar empuñaduras de goma con amortiguación.
Si su pieza requiere lentes o ventanas transparentes, el acrílico (PMMA) es la mejor opción. Gracias a su rigidez y resistencia a la abrasión, este material se utiliza para fabricar ventanas irrompibles como el plexiglás. El PMMA también se pule bien, tiene buena resistencia a la tracción y es rentable para la producción a gran escala. Sin embargo, no es tan resistente a los impactos ni a los productos químicos como el policarbonato (PC).
Si su proyecto requiere un material más resistente, el PC es más resistente que el PMMA y posee excelentes propiedades ópticas, lo que lo convierte en una opción ideal para lentes y ventanas a prueba de balas. El PC también se puede doblar y moldear a temperatura ambiente sin romperse. Esto resulta útil para la creación de prototipos, ya que no requiere costosas herramientas de moldeo. El PC es más caro que el acrílico y la exposición prolongada al agua caliente puede liberar sustancias químicas nocivas, por lo que no cumple con las normas de seguridad alimentaria. Gracias a su resistencia a impactos y rayones, el PC es ideal para diversas aplicaciones. En Star Rapid, utilizamos este material para fabricar carcasas para terminales portátiles de Muller Commercial Solutions. La pieza se mecanizó en CNC a partir de un bloque sólido de PC; dado que debía ser completamente transparente, se lijó a mano y se pulió con vapor.
Este es solo un breve resumen de algunos de los plásticos más utilizados en la fabricación. La mayoría de ellos pueden modificarse con diferentes fibras de vidrio, estabilizadores UV, lubricantes u otras resinas para lograr ciertas especificaciones.
Gordon Stiles es el fundador y presidente de Star Rapid, una empresa de prototipado rápido, utillaje rápido y fabricación a pequeña escala. Basándose en su formación en ingeniería, Stiles fundó Star Rapid en 2005 y, bajo su liderazgo, la empresa ha crecido hasta contar con 250 empleados. Star Rapid cuenta con un equipo internacional de ingenieros y técnicos que combinan tecnologías de vanguardia como la impresión 3D y el mecanizado multieje CNC con técnicas de fabricación tradicionales y altos estándares de calidad. Antes de incorporarse a Star Rapid, Styles era propietario y director de STYLES RPD, la mayor empresa de prototipado rápido y utillaje del Reino Unido, que se vendió a ARRK Europe en el año 2000.
Hora de publicación: 19 de abril de 2023