Delrin es un acetal DuPont que se mecaniza con suavidad, crea poca fricción y mantiene su forma durante el corte.
Las extraordinarias propiedades mecánicas de Delrin, su facilidad de mecanizado y su gran estabilidad dimensional lo han convertido en uno de los plásticos más reconocidos y venerados del mercado actual. El mecanizado CNC de Delrin es ideal para trabajos en los que las piezas de plástico deben mantener su tamaño y salir limpias de la máquina.
Este artículo explica qué es el Delrin, cómo se comporta durante el mecanizado CNC y dónde se utiliza habitualmente. También compara el Delrin con otros plásticos de ingeniería y ofrece sugerencias prácticas de diseño.
Qué es el material Delrin
El delrin es un termoplástico rígido semicristalino que permanece dimensionalmente estable. El material apenas absorbe humedad, por lo que las piezas no se hinchan con los cambios de humedad. Además, su estructura molecular le confiere una resistencia que los plásticos normales no pueden igualar.
Propiedades del delrin para el mecanizado CNC
El delrin forma virutas nítidas y bien delineadas que salen volando sin esfuerzo y esta capacidad permite realizar cortes limpios, tolerancias muy ajustadas, y superficies perfectamente lisas con rebabas muy pequeñas. Esto es lo que hace que Delrin funcione para CNC:
- Alta resistencia y rigidez: La resistencia a la tracción del Delrin puede incluso compararse con la de algunos metales. Por lo tanto, es capaz de servir como componente Heavy-Duty.
- Baja fricción y alta resistencia al desgaste: El Delrin tiene un coeficiente de fricción extremadamente bajo, y las características de desgaste de este plástico son insuperables. Es una de las opciones más adecuadas para fabricar engranajes, cojinetes, casquillos y otras piezas que están en movimiento, donde se requiere autolubricación.
- Estabilidad dimensional: El delrin apenas absorbe agua y tiene un coeficiente de dilatación térmica inferior al de muchos otros tipos de plástico. Por tanto, incluso en condiciones cambiantes, las piezas mantendrán su forma y tamaño, lo que es muy importante para piezas que necesitan gran precisión.
- Buena resistencia química: El delrin es resistente a diversos compuestos orgánicos, entre ellos muchos disolventes, combustibles y aceites.
- Resistencia a la fluencia: Resiste la fluencia en frío o la deformación bajo carga sostenida en el tiempo, propiedad muy importante para los componentes sometidos a esfuerzos continuos.
- Resistencia a la fatiga: El delrin conserva sus propiedades mecánicas incluso bajo esfuerzos repetitivos, por lo que puede utilizarse para piezas sometidas a cargas cíclicas.
Limitaciones del mecanizado CNC de Delrin
Como cualquier otro material, El Delrin tiene sus propios defectos.
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El material Delrin se ablanda a 82°C (180°F), es decir, temperaturas por encima de las cuales provocarían la ruptura de las propiedades.
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Ácidos, bases y oxidantes fuertes puede atacar fácilmente el material Delrin. Programa Internacional de Seguridad Química (IPCS) confirma esto, lo que significa que Delrin no puede ser ideal para el procesamiento químico y ciertos métodos de esterilización médica.
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Las piezas mecanizadas de Delrin son no apto para uso exterior, El Delrin estabilizado a los rayos UV es un material muy resistente a los rayos UV, por lo que se producirá caleo, cambios de color y fragilidad. Por supuesto, existen versiones de Delrin estabilizadas frente a los rayos UV, pero cuestan más y siguen sin igualar al copolímero de acetal o al policarbonato estabilizado frente a los rayos UV.
Delrin (POM) frente a otros plásticos de ingeniería para mecanizado CNC
Delrin (Homopolímero de POM) suele compararse con otros plásticos técnicos como el PTFE (teflón) y el copolímero de acetal. Estos tres materiales se utilizan ampliamente en Mecanizado CNC, pero varían mucho en cuanto a resistencia, propiedades de fricción y estabilidad dimensional.
Delrin frente a PTFE (teflón)
PTFE (teflón) tiene la menor fricción y es muy resistente a los productos químicos, pero en términos mecánicos, es muy débil en comparación con el Delrin. Se deforma con mucha facilidad cuando se carga y tiene unas dimensiones bastante inestables, lo que inhabilita su uso para piezas estructurales que requieran gran precisión.
Por otro lado, el Delrin tiene una rigidez mucho mayor, más resistencia al desgaste y puede mecanizarse con tolerancias más ajustadas. Es mejor mecanizar Delrin si desea piezas mecánicas que soporten una carga y sean de gran precisión.
Delrin frente a acetal (copolímero POM)
Ambos materiales pertenecen a la familia POM, pero el Delrin es un homopolímero, mientras que el acetal es una versión copolímera en la mayoría de los casos.
El delrin suele ser el material que presenta mayor solidez, rigidez y resistencia a la fatiga; el copolímero de acetal es el que exhibe mejor resistencia química, por lo que pueden utilizarse en entornos muy duros y a temperaturas elevadas.
En el mecanizado CNC, la elección es Delrin cuando se necesita piezas mecánicas muy precisas. El acetal es uno de los materiales que más se utiliza en situaciones de agresividad química o con un alto grado de variaciones de temperatura.
Tabla comparativa: Delrin vs PTFE vs Acetal (POM-C)
| Propiedad | Delrin (POM-H) | PTFE (teflón) | Acetal (POM-C) |
|---|---|---|---|
| Resistencia mecánica | Alta rigidez y resistencia | Muy baja resistencia | Resistencia moderada |
| Coeficiente de fricción | Bajo | Extremadamente baja (la mejor) | Bajo |
| Resistencia al desgaste | Excelente | Moderado | Bien |
| Estabilidad dimensional | Excelente | Pobre (alta fluencia) | Muy buena |
| Resistencia química | Bien | Destacado | Excelente |
| Estabilidad térmica | Hasta ~120°C | Muy alta | Mayor estabilidad a largo plazo |
| Maquinabilidad | Excelente | Difícil (blando) | Excelente |
| Absorción de humedad | Muy bajo | Cerca de cero | Muy bajo |
| Coste | Medio | Alta | Inferior al Delrin |
| Uso típico | Piezas mecánicas de precisión | Juntas, sistemas químicos | Componentes de conducción de fluidos |
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Desde el mecanizado CNC, el Delrin es el más adecuado para aplicaciones de precisión, rigidez y resistencia al desgaste.
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Cuando los materiales deben resistir productos químicos agresivos o deslizarse sin apenas resistencia, el PTFE se lleva la palma.
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Se prefiere el copolímero acetálico cuando la estabilidad química y la resistencia térmica son más importantes que la máxima resistencia mecánica.
Cómo funciona el mecanizado CNC de Delrin y consejos
El delrin existe como material sólido, barras extruidas o piezas moldeadas en bruto en los talleres. Pero cuando se necesita mecanizar piezas útiles, éstas deben someterse a diversas Operaciones de mecanizado CNC, incluidos el torneado, el taladrado y el fresado.
Principios generales del mecanizado CNC de Delrin
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Herramientas afiladas: El mecanizado de Delrin requiere el uso de herramientas muy afiladas de acero rápido (HSS) o carburo. Herramientas fabricadas especialmente para plásticos (por ejemplo, ángulos de desprendimiento más altos, ángulos de relieve más grandes, estrías pulidas) funcionan mejor para detener la adherencia de virutas y mejorar el acabado superficial.
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Parámetros de corte optimizados: Por regla general, el mecanizado CNC de Delrin requiere velocidades de husillo relativamente altas y avances agresivos para producir virutas bien formadas y fáciles de evacuar. Dé preferencia a la eliminación rápida de material para minimizar la transferencia de calor a la pieza.
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Gestión eficaz del chip: El mecanizado de Delrin produce normalmente virutas continuas y helicoidales. Asegúrese de que hay espacio suficiente para la evacuación de virutas y utilice chorros de aire o sistemas de aspiración para limpiar las virutas de la zona de corte. Esto evitará el re-corte, el roce de la herramienta y daños en la superficie.
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Portapiezas y Fijación: Busque la mejor manera de sujetar la pieza para evitar vibraciones y desviaciones. No utilice fuerzas de sujeción excesivamente grandes que puedan deformar la pieza, sobre todo cuando tiene paredes finas, y asegúrese de que tiene suficiente apoyo para evitar las vibraciones.
He aquí cómo funciona cada proceso y sus mejores prácticas:
Fresado de Delrin
Fresado CNC para cavidades, ranuras, contornos y, básicamente, cualquier característica 3D. Así, desde engranajes y carcasas hasta soportes, donde todo debe realizarse en una sola configuración, el fresado lo consigue.
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Esta técnica utiliza fresas de metal duro con dos o tres canales.
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Para un fresado CNC eficaz de Delrin, ajuste las velocidades del husillo entre 8.000 y 15.000 RPM, en función del tamaño y la profundidad de la fresa.
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Tasas de alimentación debe oscilar entre 0,003 y 0,008 pulgadas por diente para arrancar material sin crear un exceso de calor.
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Para la calidad de acabado, considere el fresado ascendente sobre el convencional. Esto se debe a que en el fresado ascendente, la fresa golpea en el espesor máximo, luego se estrecha hacia abajo, lo que significa que hay menos desviación y desgarro.
Torneado Delrin
El torneado CNC hace girar su pieza de Delrin mientras la herramienta permanece en su sitio. De este modo, Tornos CNC fabricar ejes, casquillos, manguitos y rodillos con diferentes diámetros, ranuras y roscas sin mover la pieza.
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En esta técnica, utilice herramientas de acero rápido o de metal duro con ángulos de desprendimiento de entre 0 y 10 grados y ángulos de separación de unos 6-8 grados.
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Las velocidades de corte pueden ser de 500 a 1.200 pies de superficie por minuto, mientras que las velocidades de avance son de 0,005 a 0,020 pulgadas por revolución.
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Aunque el roscado funciona muy bien para fijaciones y control de movimiento, el material Delrin se flexiona cuando la herramienta ejerce presión sobre él. En tal caso, utilice una herramienta de un solo punto para roscas precisas.
Taladrado Delrin
Taladrado CNC parece fácil hasta que empiezas a ver rebabas en la entrada, deformaciones en la salida o agujeros de tamaño insuficiente por el springback. Así pues, hay que empezar por elegir la broca adecuada para las piezas.
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Una broca espiral estándar de 118 grados puede servir para el trabajo diario. Pero para obtener mejores resultados, una broca rectificadora a 90 grados con estrías pulidas corta de forma más limpia y elimina las virutas con mayor rapidez.
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Cuando la profundidad del orificio supera tres veces el diámetro, el taladrado en pico ahorra disgustos. El taladro retrocede regularmente para eliminar las virutas.
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Tenga en cuenta que el Delrin se retrae después de taladrar, lo que hace que los agujeros terminen entre 0,001 y 0,003 pulgadas más pequeños que el tamaño de su taladro. Por lo tanto, debe ir ligeramente sobredimensionado o recortado a la dimensión final.
Aplicaciones de mecanizado CNC de Delrin
El mecanizado CNC de Delrin garantiza la obtención de piezas que funcionan en múltiples sectores en los que la precisión es importante. Las aplicaciones más populares incluyen:
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Médico: El delrin se utiliza ampliamente para mangos quirúrgicos, carcasas de bombas y sistemas de administración de fármacos. Esto se debe a que mantiene sus dimensiones estables durante la esterilización y cumple las normas de biocompatibilidad USP Clase VI.
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Aeroespacial: El delrin mantiene las tolerancias en altitud, al tiempo que reduce el peso de los herrajes de la cabina. Por eso es útil para fabricar accesorios interiores, paneles de instrumentos y soportes estructurales.
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Automóvil: Las piezas del sistema de combustible, los elevalunas, las cerraduras de las puertas y los mecanismos de los asientos se benefician de la superficie autolubricante de Delrin. De este modo, las piezas móviles no necesitan grasa, lo que reduce el mantenimiento y evita la contaminación del sistema de combustible.
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Maquinaria industrial: Las guías de cadena, las bandas de desgaste y los mecanismos de posicionamiento de los sistemas transportadores utilizan la baja fricción de Delrin para reducir el consumo de energía. Esto significa que no se necesita lubricación y, por tanto, no hay contaminación en las líneas de procesamiento de alimentos.
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Electrónica de consumo: Los mecanismos de las cámaras, los rodillos de las impresoras y las carcasas de los dispositivos necesitan tolerancias estrictas y estabilidad dimensional.
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Manipulación de fluidos: Los cuerpos de las válvulas, los impulsores de las bombas y los racores fabricados en Delrin resisten la mayoría de los productos químicos a la vez que soportan la presión sin fluencia. Y gracias a ello, la baja fricción reduce el desgaste de la bomba y las roscas mecanizadas sellan sin corrosión.
Conclusión
Delrin, también conocido como polioximetileno (POM), El Delrin equilibra el rendimiento, la mecanizabilidad y el coste mejor que la mayoría de los plásticos técnicos. Además, el mecanizado CNC de Delrin es económicamente viable, con tiempos de ciclo rápidos, larga vida útil de las herramientas y buenos acabados superficiales.
El secreto para sacar el máximo partido del Delrin es saber dónde destaca y dónde no. Por ejemplo, es una opción ideal en aplicaciones aeroespaciales, de automoción y médicas, donde se necesita baja fricción y temperatura normal. Sin embargo, para aplicaciones con altas temperaturas y productos químicos fuertes, puede considerar materiales alternativos como el PEEK.
¿Está evaluando materiales o planificando un nuevo proyecto? Colaboración con un proveedor con experiencia de servicios de mecanizado de Delrin pueden ayudarle a elegir el material adecuado, producir con mayor eficacia y obtener resultados excelentes.
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Preguntas frecuentes
¿Es lo mismo el Delrin que el acetal para el mecanizado CNC?
Delrin es la marca de DuPont para el acetal homopolímero (POM-H), mientras que el acetal incluye tanto el homopolímero como el copolímero. Se mecanizan de forma similar, pero el homopolímero tiene mejores propiedades mecánicas y menor fricción. El copolímero ofrece mejor resistencia química y estabilidad dimensional en condiciones húmedas.
¿Qué velocidades de corte y avance funcionan mejor para Delrin?
Las velocidades de corte y los avances del CNC para Delrin difieren en función de la técnica de mecanizado, así como de la herramienta y la evacuación de virutas. Por ejemplo, el fresado de Delrin puede funcionar bien con velocidades de avance de 8.000 a 15.000 RPM y avances de 0,003-0,008 IPT. Por el contrario, las velocidades de corte de torneado oscilan entre 500 y 1.200 SFM y avances de 0,005-0,020 IPR. Luego, el taladrado de Delrin funciona mejor en torno a 200-500 SFM.
¿Se puede mecanizar Delrin con tolerancias estrictas?
Sí, con una fijación, utillaje y técnica adecuados, puede conseguir ±0,002 pulgadas o menos. Esto se debe a que la baja absorción de humedad y la estabilidad térmica del Delrin mantienen las dimensiones constantes.
¿Necesita Delrin refrigerante durante el mecanizado CNC?
Normalmente no. La baja conductividad térmica y la buena formación de viruta eliminan la necesidad. En su lugar, el aire comprimido para la limpieza de virutas funciona bien, mientras que una ligera neblina de refrigerante ayuda en el desbaste a alta velocidad o en paredes finas donde el calor afecta a las dimensiones.
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