O Guia Completo da Usinagem CNC de Acrílico

O acrílico, também conhecido como PMMA ou Plexiglas, é um importante material polimérico maleável. Possui elevada transmissão de luz e rigidez, o que o torna uma alternativa ideal ao vidro.

Com a aplicação cada vez mais ampla dos materiais acrílicos nas diversas indústrias, a procura de peças usinadas em acrílico também cresce dia após dia. Podemos processar acrílico através de diversos processos, sendo o mais comum a usinagem CNC de acrílico, pois permite produzir peças com dimensões e formas de elevada precisão.

Neste artigo, vamos abordar em profundidade a usinagem CNC de acrílico, para que possa ter uma compreensão mais completa da usinagem de acrílico, incluindo como processar acrílico, as suas propriedades, vantagens e aplicações.

O que é o Acrílico?

O acrílico, também conhecido como polimetilmetacrilato (PMMA), é um termoplástico transparente frequentemente utilizado como alternativa leve e resistente ao choque ao vidro. Oferece excelente clareza ótica e versatilidade, incluindo estabilidade química, resistência às intempéries, boa dureza, elevada aderência à impressão, aparência atrativa e reciclabilidade.

No desenvolvimento contínuo da indústria de fabrico de máquinas dos dias de hoje, as chapas de acrílico, pela sua elevada dureza, bom brilho e proteção ambiental, destacam-se pelas suas excelentes características no processamento, melhorando assim a textura e a estética do produto; as peças de precisão em acrílico têm também um leque mais vasto de aplicações de mercado, incluindo aeroespacial, automóvel, médico, eletrónica, indústria farmacêutica, petroquímica e outros diversos setores.

Após estas introduções, certamente também quer saber mais sobre a usinagem de acrílico. A seguir, vejamos que características tem o acrílico.

Breve História do Acrílico

O acrílico, descoberto em 1872, existe há mais de cem anos. Em 1927 foi fabricada a primeira peça completa de acrílico do mundo, e pouco depois o acrílico começou gradualmente a ser produzido em larga escala. No início, o acrílico era sobretudo utilizado em aeronaves, até que, no final do século passado, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia e dos processos de produção, o acrílico passou gradualmente a ser aplicado nos setores automóvel, de iluminação, eletrónica de consumo e outros.

Propriedades do Acrílico

São muitas as propriedades do acrílico; abaixo falaremos principalmente das suas 8 propriedades:

Clareza Ótica: Elevada transmitância luminosa; a chapa transparente de acrílico puro tem transmitância acima de 90%, normalmente 92%. Tomando 6 mm como referência, a transmitância do vidro comum é geralmente de 82-83%, e a do vidro extra branco de 6 mm é de 90%-92%.

Leveza: Com uma densidade de apenas 1,17 a 1,20 g/cm³, o acrílico é um material leve, aproximadamente metade do peso do vidro comum e 43% do peso do alumínio.

Resistência e Durabilidade:O acrílico tem forte resistência ao impacto, sendo dezasseis vezes superior à do vidro comum, com risco mínimo de quebra.

Resistência às Intempéries/UV: Apresenta excelente resistência aos raios ultravioleta e às variações de temperatura, mantendo-se resistente ao amarelecimento, à fragilização e ao desgaste, garantindo assim uma longa vida útil.

Estabilidade Química: O acrílico demonstra boa resistência à maioria dos ácidos, álcalis e outros produtos químicos.

Fácil de Processar: O acrílico é altamente moldável, sendo facilmente processado em diversas formas através de corte, gravação e dobragem térmica, com risco mínimo de fissuração durante o fabrico.

Baixa Absorção de Humidade: As chapas de acrílico têm baixa absorção de humidade, o que as torna resistentes à humidade e ao bolor, sendo adequadas para ambientes húmidos.

Amigo do Ambiente: 100% reciclável, o acrílico é durável e de longa vida. Os resíduos de acrílico podem ser reciclados removendo as impurezas e reintegrando-os na matéria-prima para produzir novas chapas de acrílico.

Tipos de Acrílico

Acrílico Transparente: O tipo de acrílico mais comum, disponível numa vasta gama de espessuras. O acrílico transparente assemelha-se ao vidro em aparência e supera até o vidro comum em transmissão de luz. Pode ser submetido a vários processamentos secundários, o que o torna o tipo mais amplamente utilizado.

Acrílico transparente colorido: Também conhecido como chapa colorida, apresenta uma transmissão de luz mais suave em comparação com o acrílico transparente, oferecendo uma rica variedade de cores, o que o torna ideal para fins decorativos. Pode ser classificado em duas categorias: colorido transparente e colorido semitransparente.

Acrílico perolado: Este tipo é produzido pela mistura de pó perolado ou pó fluorescente no acrílico comum. Apresenta cores vibrantes e um elevado brilho superficial, sendo frequentemente utilizado para criar formas únicas e embalagens alimentares.

Acrílico gofrado: Disponível em quatro tipos: transparente, semitransparente, colorido e não colorido. Pode produzir o mesmo efeito de textura que o vidro gofrado. É frequentemente utilizado para decoração, portas e janelas, e pode apresentar um efeito de transmissão de luz sem ser transparente.

Como fazer usinagem CNC de acrílico?

Existem muitos processos de maquinagem diferentes para maquinar acrílico, incluindo impressão 3D, moldagem por injeção, termoformagem e processos de colagem.

Um dos princípios fundamentais da maquinagem de acrílico é remover o calor através das aparas o mais rapidamente possível. O acrílico tem um ponto de fusão baixo de 320 F, razão pela qual as temperaturas elevadas afetam o seu desempenho de corte e a qualidade superficial. Para reduzir o efeito de atrito, o material é maquinado a uma velocidade de avanço mais elevada.

Segue-se uma visão geral dos métodos de usinagem CNC mais comuns para acrílico:

Fresamento CNC de acrílico

Fresamento CNC é o método de maquinagem mais popular para maquinar acrílico, no qual uma ferramenta rotativa é utilizada para remover material de uma chapa ou peça de acrílico estacionária, permitindo a maquinagem de peças com elevada precisão e geometrias complexas.

O fresamento CNC de acrílico tem diversas funções operacionais, como corte profundo, corte superficial e fresamento periférico.

Torneamento CNC de acrílico

Torneamento CNC é um processo que utiliza uma ferramenta de corte fixa de ponto único para remover o excesso de material de uma peça de acrílico em rotação. São frequentemente utilizados o maquinagem de extremidades, o corte de roscas, o ranhuramento e a mandrilagem, e as peças produzidas são geralmente cilíndricas.

Gravação CNC de acrílico

A gravação CNC de acrílico é um processo eficiente e de elevada precisão. Através deste processo, é possível obter uma variedade de formas e padrões em peças de acrílico, incluindo a adição de texto de design, símbolos ou marcas para conferir características estéticas ou funcionais às peças.

Perfuração CNC de acrílico

A perfuração CNC de acrílico refere-se ao método de maquinagem em que um sistema controlado por computador perfura com precisão orifícios em chapas de acrílico. Quer se trate de um simples orifício passante ou de um orifício angular complexo, é possível criar orifícios limpos e sem rebarbas sem causar danos.

Corte CNC de acrílico

O corte CNC é um método preciso e eficiente para cortar chapas de acrílico nas dimensões e formas desejadas. Destaca-se pelas elevadas velocidades de corte, aumentando a eficiência da produção, o que o torna adequado para produção em massa. Cada corte mantém precisão e qualidade consistentes.

Vantagens da usinagem CNC de acrílico

Fácil de maquinar

O acrílico é um material termoplástico que se torna altamente moldável quando aquecido, facilitando o seu processamento em várias formas e dimensões. Devido à sua elevada consistência e ausência de partículas no material PMMA, a usinagem CNC pode alcançar precisão ultraelevada e processamento de detalhes intrincados sem quebrar facilmente.

Precisão e exatidão

A usinagem CNC de acrílico alcança maior exatidão, produzindo componentes de acrílico de elevada precisão com tolerâncias apertadas de +/- 0,01 mm, facilitando assim a maquinagem de peças complexas e encurtando o ciclo de produção.

Qualidade consistente

A usinagem CNC de acrílico utiliza controlo por computador para processar o material, minimizando os erros humanos e produzindo produtos de qualidade consistentemente elevada, poupando tempo e esforço.

Versatilidade de técnicas

A usinagem CNC permite vários métodos de processamento, incluindo fresamento, torneamento, corte, gravação, perfuração, etc., satisfazendo requisitos diversificados de projetos e permitindo a produção de produtos de acrílico em várias formas e padrões.

Acabamentos superficiais para acrílico maquinado por CNC

Seguem-se alguns dos acabamentos comuns para acrílico:

Polimento:Utilização de lixas de diferentes granulometrias para polir a superfície do acrílico, removendo as marcas de maquinagem para melhorar a lisura superficial e a transmissão de luz.

Jateamento de esferas: Utilização de ar comprimido para projetar areia fina ou abrasivos sobre a superfície do acrílico, conferindo-lhe um aspeto fosco para melhorar a resistência ao deslizamento e aos riscos.

Serigrafia: Aplicação de serigrafia na superfície do acrílico para imprimir diversos padrões, textos, logótipos, etc., melhorando o efeito decorativo e o reconhecimento do produto.

Revestimento UV:Aplicação de tinta curada por UV na superfície das peças de acrílico, melhorando o seu brilho, dureza e resistência às intempéries.

Dificuldades que pode encontrar durante a usinagem de acrílico

Estas são algumas das dificuldades que pode encontrar durante a usinagem de acrílico.

Aparência turva: Antes de utilizar refrigerante ou qualquer solvente para fins de limpeza, certifique-se de que não reagem com o material acrílico. Alguns solventes ou refrigerantes à base de óleo podem reagir com a peça ou torná-la turva.

Aparas fibrosas: A operação contínua irá desenvolver algumas aparas fibrosas. Trata-se de uma questão de segurança séria tanto para o operador como para o equipamento. Faça tudo o que puder para evitar estas aparas.

Sobreaquecimento: Ao maquinar peças de acrílico, é estritamente necessário cumprir os requisitos de temperatura. Cortar a alta velocidade com um avanço baixo irá gerar calor, o que levará à fusão da peça. Para evitar o sobreaquecimento, procure maquinar a baixa velocidade com um avanço mais elevado.

Qualidade superficial deficiente: Pode deparar-se com um problema de qualidade superficial deficiente. Para evitar esta questão, procure utilizar uma ferramenta de corte com arestas afiadas e refrigerante. Isto reduz o efeito de atrito e conduz a uma excelente qualidade superficial.

Aparas aderentes: Algumas aparas aderem à máquina-ferramenta ou ao local de maquinagem. Isto resulta num aumento da temperatura da zona de trabalho. Para evitar a aderência das aparas, utilize ferramentas de corte polidas a baixa velocidade e com um avanço mais elevado.

Avaria da máquina: É necessário realizar a manutenção preventiva das máquinas CNC de acrílico para evitar qualquer problema ou avaria. A maquinagem em condições ambientais e operacionais desfavoráveis também causará avarias na máquina.

4 dicas para obter peças de acrílico CNC de qualidade

Seleção e inspeção do material: Certifique-se de que utiliza materiais acrílicos de alta qualidade e elevada pureza para evitar a fusão ou o fissuramento devido a problemas do material durante o processamento. Verifique se o material apresenta riscos, impurezas ou bolhas, que podem afetar a aparência e a resistência do produto final.

Escolha a broca certa: O metal duro é um material eficiente para perfurar orifícios em materiais acrílicos, sendo as fresas de topo de ranhura em O as mais utilizadas. Antes da maquinagem, certifique-se de que a broca está afiada, caso contrário pode causar fissuração por tensão.

Defina os parâmetros corretos: De acordo com as necessidades do projeto, escolha o tipo e a espessura adequados de material acrílico e, em seguida, defina o avanço e a profundidade corretos para garantir a precisão de maquinagem e a qualidade superficial da peça.

Verifique as rotações por minuto (RPM): O avanço e as RPM complementam-se mutuamente. Definir um avanço elevado ajuda a cortar o material mais rapidamente, mantendo as RPM relativamente constantes para evitar a fusão do material.

Aplicações das peças de acrílico CNC

Prototipagem rápida:Devido à sua acessibilidade e sustentabilidade, o material acrílico é também amplamente utilizado para desenvolver protótipos. Diversas indústrias transformadoras utilizam o acrílico para prototipagem rápida através do método de maquinagem subtrativa.

Alternativas ao vidro: Devido à sua transparência superior e resistência ao impacto, o acrílico é um substituto ideal do vidro em múltiplas indústrias, como a ótica, a automóvel e a aeroespacial.

Médico: O acrílico é atóxico, fácil de limpar e tem boa biocompatibilidade, o que o torna ideal para aplicações médicas e uma escolha ideal para equipamento de laboratório, instrumentos cirúrgicos e invólucros médicos.

Ótica e iluminação: O acrílico transparente tem uma transmissão de luz até 92%, é leve e tem forte resistência ao impacto, o que o torna um material ideal para dispositivos óticos e iluminação eletrónica, incluindo lentes, prismas, difusores e luzes LED.

Automóvel: Nas aplicações automóveis, a resistência ao impacto e a transparência do acrílico são muito valorizadas, sendo o material preferido para faróis e para decoração interior e exterior de automóveis.

Produtos de consumo: É amplamente utilizado em diversos produtos de consumo, como eletrónica, mobiliário, instrumentos musicais, etc. Os CDs e DVDs também são feitos de material acrílico.

Porquê utilizar usinagem CNC para cortar acrílico?

Como as máquinas CNC são controladas por computador, minimizam significativamente os erros humanos durante a operação. A usinagem CNC de acrílico permite alcançar elevada precisão e exatidão nas peças, possibilitando um corte e processamento impecáveis do material e reduzindo o desperdício.

A usinagem CNC de acrílico torna possível fabricar peças com formas geométricas complexas, garantindo tolerâncias dimensionais e precisão, melhorando assim a eficiência da produção.

Conclusão

O acrílico é uma excelente alternativa ao vidro, e pode utilizar processos de usinagem CNC para obter peças personalizadas de acordo com os seus requisitos. Com esta introdução abrangente, obteve uma compreensão aprofundada de todos os aspetos da usinagem CNC de acrílico. É altura de iniciar o seu projeto personalizado de PMMA.

A DEK é um fabricante global de usinagem CNC com presença em diversas indústrias. Dispomos de uma gama de máquinas de usinagem CNC avançadas e de engenheiros experientes para satisfazer plenamente os seus requisitos de design. Produzir peças que correspondam às suas expectativas é o nosso motor constante. Para os requisitos exigentes do seu projeto e a orientação técnica profissional necessária, contacte-nos para obter as respostas que procura.

Perguntas frequentes

Quais são os tipos de acrílico adequados para usinagem CNC?

Diferentes tipos de acrílico têm propriedades diferentes, e escolher o tipo certo de acrílico e o método de processamento correspondente é importante para obter peças de precisão. Eis alguns materiais acrílicos: acrílico fundido, acrílico extrudido, acrílico fundido contínuo, acrílico modificado, compósitos e laminados acrílicos, acrílico fosco e texturado.

Quais são as formas de evitar a fusão do acrílico durante a usinagem CNC?

Utilize ferramentas e configurações adequadas: Certifique-se de que as ferramentas estão afiadas para reduzir a geração de calor e o atrito.

Controle a velocidade de usinagem: O acrílico é um material frágil, pelo que é importante fazer um processamento leve e manter um avanço lento para reduzir a acumulação de calor ao processar acrílico e melhorar o acabamento superficial.

Utilize um sistema de arrefecimento: A usinagem pode gerar muito calor, o que pode causar tensões. Utilize fluido de corte para auxiliar a lubrificação, remover aparas e manter um processamento a frio sem tensões.

Utilize a direção de fresagem concordante: Isto significa que a ferramenta roda no mesmo sentido do avanço. Permite um corte mais limpo, melhora a eficiência de corte e a qualidade superficial. Em comparação com os métodos tradicionais, a capacidade de evacuação de aparas é melhor e a possibilidade de fusão é reduzida.

Quanto custa o acrílico?

O preço do acrílico é afetado por muitos fatores, incluindo o tipo e a espessura do acrílico, a marca, a quantidade de compra, as condições de mercado, etc. Considerando a sua durabilidade e reciclabilidade, este material é considerado com uma elevada relação custo-benefício. Se quiser saber o preço atual do acrílico, contacte-nos hoje!

Ao usinar acrílico, devo utilizar fresagem por router ou corte a laser?

Os routers são a melhor escolha para aplicações que exigem corte rápido e curvas flexíveis. No entanto, se forem necessárias elevada precisão e superfícies lisas, recomenda-se o corte a laser. Os routers podem cortar diversas formas, incluindo curvas e círculos, enquanto o corte a laser é limitado no corte de formas complexas. Em comparação com o corte a laser, os routers são menos dispendiosos e mais adequados para produção de pequenos lotes.