Mecanizado de PEEK: grados, herramientas y consejos de diseño

PEEK son las siglas de polieteretercetona, un termoplástico ampliamente utilizado en diversas aplicaciones de la industria eléctrica y médica. El PEEK ofrece excelentes propiedades mecánicas y también es altamente resistente a la corrosión. Si desea aprender más sobre el mecanizado CNC de PEEK, la siguiente guía puede resultarle de gran ayuda, así que adentrémonos en ella.

¿Qué es el PEEK (polieteretercetona)?

La polieteretercetona es un termoplástico también llamado PEEK. Es un plástico técnico con estructura semicristalina que ofrece un alto rendimiento en múltiples aplicaciones. Presenta excelentes propiedades como resistencia al desgaste, resistencia química, resistencia a la abrasión y al agua, y propiedades mecánicas uniformes.

Los plásticos PEEK también pueden conservar sus propiedades cuando se someten a altas temperaturas. Tienen un punto de fusión elevado y pueden exponerse fácilmente al vapor y al agua caliente. El plástico PEEK se presenta en diversas formas: en barras, adecuadas para el mecanizado CNC, en gránulos y en filamentos.

Tipos de material plástico PEEK

Existen diferentes tipos de plásticos PEEK y cada tipo presenta propiedades únicas y una idoneidad concreta para determinadas aplicaciones. A continuación se mencionan algunos de estos tipos de plástico PEEK:

PEEK 1000

El PEEK 1000 se fabrica con resina PEEK 100 % pura y es adecuado para aplicaciones que requieren una alta resistencia al impacto, como las aplicaciones exigentes. Este tipo de PEEK es bastante eficaz para el proceso de esterilización debido a su capacidad para soportar altas presiones y temperaturas de diferentes técnicas de esterilización.

El PEEK 1000 también cumple los requisitos de la FDA de EE. UU. y la UE, y se utiliza además en la industria de procesamiento de alimentos y en el sector sanitario.

PEEK HPV

El PEEK HPV incorpora una cierta adición de fibra de carbono, grafito y PTFE, lo que lo convierte en un plástico de grado para cojinetes. Tiene una alta resistencia al desgaste y también un bajo coeficiente de fricción. Este tipo de PEEK ofrece además una alta presión de pico y es adecuado para aplicaciones que incluyen una interfaz de fricción.

PEEK CA30

El PEEK CA30 contiene un 30 % de fibra de carbono y ofrece buena resistencia mecánica, resistencia a la fluencia y elasticidad. También ofrece una alta conductividad térmica y una rápida dispersión del calor desde la superficie del cojinete. Se utiliza en las industrias aeroespacial, automovilística y de petróleo y gas por su alta resistencia a la temperatura y al impacto, junto con su baja fricción.

PEEK GF30

El PEEK GF30 contiene un 30 % de fibra de vidrio, ofrece resistencia a la fluencia y presenta rigidez junto con una mejor estabilidad dimensional, lo que lo hace adecuado para piezas estructurales. Puede soportar cargas cuando se somete a altas temperaturas. También se utiliza como pieza deslizante.

Propiedades del PEEK

El mecanizado de PEEK se elige para diferentes aplicaciones debido a las excelentes propiedades que presenta, y algunas de ellas son las siguientes:

Alta resistencia

El PEEK es un material altamente resistente, ya que ofrece resistencia frente a productos químicos corrosivos. El material PEEK tiene la misma resistencia que la que ofrece el acero al níquel. Puede mantener su estructura incluso a altas temperaturas con productos químicos no corrosivos y solo se disuelve en ácido sulfúrico concentrado.

También ofrece un rendimiento ejemplar en altas frecuencias y temperaturas. Tiene una estructura estable e incluso cuando se opera bajo una alta dosis de resistencia a la ionización puede mantener su estabilidad. El PEEK ofrece un punto de fusión elevado y durabilidad, lo que garantiza que no se deforme incluso cuando se somete a altas temperaturas.

Alta trabajabilidad

El PEEK tiene una alta trabajabilidad, especialmente cuando se somete a mecanizado CNC. Posee una excelente capacidad de procesamiento y puede procesarse con diferentes métodos de forma muy cómoda. Además del mecanizado CNC, el PEEK también puede procesarse mediante hilado en fundido, moldeo por inyección y moldeo por extrusión. Es conocido por sus propiedades autoextinguibles durante la combustión y produce una cantidad insignificante de gas y humo.

Propiedades mecánicas uniformes

El PEEK presenta una elevada resistencia a las altas temperaturas, gracias a la cual conserva sus dimensiones cuando se somete a temperaturas elevadas. También ofrece una excelente resistencia a la fluencia, lo que lo hace apto para soportar presión durante el proceso de mecanizado. Asimismo, cuenta con una alta resistencia al desgaste y un bajo coeficiente de fricción, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones industriales.

Baja tasa de absorción

El material PEEK puede incluso conservar su estructura cuando se expone a zonas húmedas. Ofrece resistencia a la hidrólisis y, por tanto, es apto para entornos húmedos. También puede funcionar muy bien bajo radiación ionizante extrema y radiación gamma.

Ventajas del mecanizado CNC del PEEK

El mecanizado CNC del PEEK ofrece múltiples ventajas y, gracias a estos beneficios, se considera un proceso adecuado para fabricar piezas de PEEK a medida. Algunas de estas ventajas son las siguientes:

Alta precisión y exactitud: El proceso de mecanizado CNC del PEEK ofrece alta exactitud y precisión, algo muy importante para fabricar componentes con geometrías complejas que requieren tolerancias ajustadas. Sectores como el médico, la electrónica y la aeroespacial requieren piezas con este nivel de precisión.

Excelente acabado superficial: El mecanizado CNC del PEEK ofrece una excelente superficie que ayuda a reducir la necesidad de cualquier posprocesamiento para el acabado superficial y, por tanto, la calidad de los componentes aumenta considerablemente.

Repetibilidad y consistencia: El mecanizado CNC es un proceso adecuado para fabricar componentes consistentes en lotes, uno tras otro. Ayuda a fabricar piezas con propiedades y formas idénticas y, por tanto, es apto para producir componentes en grandes volúmenes

Propiedades del material preservadas: El mecanizado CNC preserva las propiedades del PEEK después del mecanizado. El PEEK ofrece resistencia química, alta resistencia mecánica y estabilidad térmica, y las piezas mecanizadas conservan todas estas propiedades tras someterse al proceso.

Procesamiento rápido: El mecanizado CNC ofrece prototipado rápido y plazos de entrega cortos en comparación con otros procesos. Del mismo modo, los componentes de PEEK también pueden fabricarse rápidamente mediante mecanizado CNC, algo muy importante para proyectos en los que predominan las restricciones de tiempo.

Flexibilidad en el utillaje: Las máquinas CNC son fáciles de reprogramar y de adaptar a distintas especificaciones de piezas y diseños. Esta flexibilidad que ofrece el mecanizado CNC del PEEK permite atender la fabricación de lotes pequeños disponiendo de nuevas herramientas para nuevas tandas de producción.

Procesamiento diverso: Los componentes de PEEK con geometrías y formas complejas y diseños intrincados pueden fabricarse fácilmente mediante el proceso de mecanizado CNC. Es un proceso versátil que atiende aplicaciones especializadas.

Aplicaciones del mecanizado CNC del PEEK

El mecanizado del PEEK es compatible con diversas aplicaciones, algunas de las cuales se indican a continuación:

Petróleo y gas

En el sector del petróleo y el gas predominan condiciones severas, como productos químicos agresivos y altas temperaturas, en las que otros materiales pueden fallar. En cambio, los componentes mecanizados de PEEK funcionan muy bien gracias a sus propiedades de resistencia química y también toleran el calor. Las válvulas de PEEK se utilizan en la industria del petróleo y el gas por su excepcional durabilidad.

Aeroespacial

Las aeronaves requieren componentes capaces de soportar condiciones extremas y que además sean ligeros. El PEEK se utiliza para fabricar el aislamiento de las aeronaves y las fundas de cables. La estructura ligera de los componentes mecanizados de PEEK aporta eficiencia de combustible y, al ser resistente al calor, ofrece durabilidad.

Médico

En la industria médica, el PEEK se utiliza principalmente en ortopedia, ya que desempeña un papel en la creación de implantes espinales para tratar problemas de discos degenerativos. Los discos dañados se sustituyen por cajas de PEEK y, gracias a su biocompatibilidad, ayuda a prevenir reacciones adversas y también ofrece flexibilidad y soporte.

Automoción

La industria automovilística siempre requiere materiales que ayuden a reducir el peso del vehículo y a mejorar la eficiencia de combustible. Los componentes de PEEK, como anillos de sellado, arandelas de empuje y engranajes, son ligeros, resistentes al desgaste y también ofrecen baja fricción, siendo adecuados para la presión y el esfuerzo a los que puede someterse un automóvil.

Consejos para el mecanizado CNC del PEEK

Para obtener componentes de PEEK lo más funcionales y de mayor rendimiento posible, a continuación se indican algunos consejos importantes sobre el mecanizado CNC del PEEK que puede seguir:

1. El recocido del PEEK ayuda a reducir las posibilidades de deformación de las varillas de PEEK cuando se someten a tensiones durante el mecanizado.
2. El uso de herramientas de corte de carburo de silicio ayuda a cortar el PEEK de forma muy precisa; sin embargo, si el PEEK contiene fibra de carbono y se requiere una tolerancia estricta, deben utilizarse herramientas de diamante.
3. El PEEK debe enfriarse durante el proceso de mecanizado para evitar cualquier rotura. El PEEK no tiene la capacidad de disipar el calor por sí solo y, por tanto, requiere un refrigerante líquido.
4. El PEEK presenta baja elongación en comparación con otros tipos de plásticos; por lo tanto, debe evitarse el taladrado de agujeros profundos.

Conclusión

El PEEK es un plástico muy utilizado en diversas aplicaciones, y comprender sus tipos, ventajas y consejos esenciales para su mecanizado puede ayudar en la fabricación y en la elección de componentes de PEEK.

Como ya ha revisado la guía anterior, habrá aprendido muchos aspectos importantes del PEEK, y si desea componentes de PEEK personalizados, puede contactar con DEK. Diseñamos y fabricamos componentes de PEEK personalizados, flexibles, robustos y asequibles para sus proyectos.

Preguntas frecuentes

¿Es fácil mecanizar el PEEK?

El mecanizado del PEEK no es muy sencillo, ya que la pieza debe prepararse antes del mecanizado para facilitar el proceso.

¿Por qué es tan caro el plástico PEEK?

El plástico PEEK es caro debido a su complejo proceso de fabricación y a sus propiedades, como la resistencia química, la resistencia mecánica y la estabilidad térmica.