Formación de láminas acrílicas ACRYLITE®

Este resumen da consejos para:

  • Equipo para taladrar acrílico
  • Procedimientos
  • Solución de problemas
  • Proveedores de equipos

Equipo para taladrar acrílico

Taladros

Cualquier equipo disponible en el mercado, accionado por motor, es aceptable para taladrar láminas acrílicas. Esto incluye taladros portátiles, prensas de taladro, tornos, unidades de taladrado automático de múltiples husillos, fresadoras CNC y centros de mecanizado.

Brocas

Varios fabricantes ofrecen brocas diseñadas especialmente para plásticos. Las brocas están hechas de acero rápido (HSS), cobalto, HSS con puntas de carburo o carburo sólido. Las brocas helicoidales de acero rápido para trabajar el metal pueden utilizarse con algunas modificaciones.

Las brocas estándar para trabajar el metal están diseñadas para cortar agresivamente el metal cuando se introducen en él. Si se utilizan en acrílico sin modificaciones, estas brocas se astillan y causan otros daños al plástico. Estas brocas deben ser rectificadas para raspar el plástico en lugar de cortar bruscamente el material y desportillarse. Hay tres puntos que hay que tener en cuenta cuando se modifica una broca helicoidal estándar para trabajar con plásticos:

1. Los ángulos de punta de las brocas estándar suelen ser de 118-130°. Este ángulo de punta debe ser rectificado a 60-90°. Esto permitirá que la broca entre y salga fácilmente del acrílico sin astillarse. Los ángulos de punta más grandes suelen provocar grietas y reventones cuando la broca sale de la chapa. Para la mayoría de las operaciones de perforación de la chapa ACRYLITE®, se deben utilizar brocas con un ángulo de punta de 90°. Una broca con un ángulo de punta de 90° generará virutas más pequeñas que son más fáciles de evacuar, reduciendo la fusión y mejorando la calidad del agujero. Hay que tener cuidado en los puntos de entrada y salida. En general, se recomiendan las brocas con un ángulo de punta de 90°. También se utilizan brocas con ángulos de punta de 60°, especialmente para agujeros con diámetros de 1/2″ y mayores. Ver figura 1.

Figura 1

2. El filo de corte debe ser afilado «plano» a un ángulo de inclinación de 0-4°. Este borde de corte raspará el acrílico, no lo desportillará. Ver Figura 2.

Figura 2

3. La superficie detrás del filo de corte debe ser rectificada a ángulos de separación de 12-15°. Este alivio posterior reduce el contacto metal/plástico y la acumulación de calor. Esta modificación es estándar en la mayoría de las brocas helicoidales de alta calidad. Véase la figura 3.

Figura 3

La geometría de la broca afecta a la calidad de los agujeros taladrados, ya que afecta al tamaño de la viruta y a su evacuación. Las brocas de mayor diámetro y las brocas con ángulos de punta más pequeños producen virutas más grandes. Si la profundidad del agujero (H) es menor que el diámetro de la broca (D), las virutas grandes se expulsan fácilmente. A medida que aumenta la profundidad del agujero, es decir, H>D, las virutas más grandes son más difíciles de expulsar debido a la poca distancia entre la broca y las paredes del agujero. El aumento del ángulo de la punta de la broca disminuye el tamaño de las virutas generadas, facilitando la expulsión de las mismas. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, si el ángulo de la punta es demasiado grande, mayor de 90°, el reventón y el astillamiento pueden ser un problema cuando la broca sale del acrílico.

El ángulo de hélice en una broca es el ángulo entre el borde de corte y una línea vertical a lo largo del centro de la broca. Las brocas con un ángulo de hélice moderado ayudan a la expulsión de la viruta y se recomiendan para el taladrado de plásticos. Los ángulos de hélice pequeños interfieren en la expulsión de la viruta, aumentando la fusión. Los ángulos de hélice demasiado grandes pueden provocar grietas en los bordes del agujero. Normalmente se recomienda un ángulo de hélice de 15-30°. Ver figura 4.

Figura 4

Procedimientos

Asegúrese de seguir las recomendaciones de seguridad del fabricante para los equipos y materiales utilizados con la plancha ACRYLITE®.

Al taladrar la chapa ACRYLITE® se genera calor debido a la poca distancia entre la broca y las paredes del agujero y a la dificultad de expulsión de la viruta. Como se ha mencionado anteriormente, la expulsión de la viruta se hace más difícil a medida que el agujero se hace más profundo. La fricción entre la broca y el material también aumenta debido a la conductividad térmica relativamente baja del acrílico y al alto coeficiente de expansión térmica, que hacen que el material se expanda. Estos factores, si no se tienen en cuenta, pueden hacer que el material se derrita y se engrane, dando una calidad de agujero inferior a la óptima. Por lo tanto, es esencial reducir el calor generado y eliminar las virutas rápidamente.

La pieza de trabajo debe sujetarse firmemente o, preferiblemente, sujetarse sólidamente a la mesa de trabajo. Lo mejor es respaldar la pieza que se está taladrando con acrílico, otra lámina termoplástica o tablero de fibra de densidad media (MDF) para que la broca continúe en el material sólido al penetrar en la superficie inferior. Esto evitará que la superficie inferior se astille. Utilice una velocidad de avance lenta al iniciar la acción de perforación para permitir que la broca entre en el material y también reduzca la velocidad de avance cuando la broca salga de la superficie inferior para evitar el astillado.

Condiciones de perforación sugeridas

Las condiciones de perforación adecuadas son una combinación de la velocidad de rotación del husillo (RPM) y la velocidad de avance (IPM). Para determinarlas se suelen emplear dos parámetros. Son:

  • SFM (pies de superficie por minuto) – la velocidad a la que el filo de la broca golpea el material.
  • IPR (pulgadas por revolución) – la cantidad de material IPR que se elimina por revolución de la broca, también denominada carga de viruta. El SFM y el IPR no pueden ajustarse directamente en equipos de perforación operados manualmente. Sin embargo, los datos de SFM e IPR pueden utilizarse para determinar los ajustes adecuados de la velocidad de rotación del husillo en RPM (revoluciones por minuto), y la velocidad de avance en IPM (pulgadas por minuto). Si se conocen el SFM y el IPR óptimos, los ajustes pueden determinarse mediante las siguientes ecuaciones:
    • RPM =3,82 x SFM/D

      IPM=IPR x RPM

      Para el acrílico de perforación, los valores recomendados para el SFM y el IPR se indican en la tabla siguiente.

      Figura 5

      Figura 6

      Figura 7

      Como se indica en los gráficos y en la tabla anterior, se requieren SFM más bajos para las brocas más grandes. Esto es para asegurar una perforación suave y sin vibraciones porque las brocas grandes tenderán a agarrar más el material. Como resultado, la velocidad de avance debe reducirse generalmente para evitar el astillado y, en consecuencia, la velocidad del husillo debe reducirse para evitar la fusión.

      Para H>D, debe emplearse el taladrado de pico, perforando en incrementos y retirando la broca del material periódicamente para eliminar las virutas.

      Taladrado manual

      Las operaciones de taladrado manual deben realizarse a menor velocidad y avance que el taladrado automatizado o CNC, teniendo en cuenta el diámetro de la broca, el espesor del material y la capacidad de enfriamiento durante el taladrado. Además, la perforación de picoteo debe emplearse en agujeros más profundos para reducir la fusión. Es difícil controlar con precisión la velocidad de avance en las operaciones de taladrado manual. El acabado del orificio puede utilizarse como guía para las velocidades de avance adecuadas una vez que se hayan establecido las RPM correctas. Si el material se astilla, la velocidad de avance es demasiado rápida y debe reducirse. Si el material se funde, la velocidad de avance es demasiado lenta y debe aumentarse.

      Forma de las virutas

      La forma de las virutas generadas por el taladrado puede servir de guía para las condiciones de taladrado. Las condiciones óptimas resultan en agujeros de superficie lisa con virutas lisas y continuas. Si las virutas se desmenuzan y el corte es irregular, la velocidad de avance es demasiado alta o las RPM son demasiado bajas. Las virutas que están fundidas y los agujeros que muestran fusión indican que la velocidad de avance es demasiado baja o que las RPM son demasiado altas.

      Refrigerantes

      Siempre que sea posible se deben utilizar refrigerantes líquidos o de aire. Los refrigerantes reducen el calor generado y, por tanto, mejoran la calidad del agujero. En determinadas profundidades y tamaños de agujero, los refrigerantes son necesarios para evitar la fusión. Como regla general, los refrigerantes deben utilizarse cuando la profundidad del orificio (H) supera el diámetro de la broca (D) (por ejemplo, para D=0,250″, debe utilizarse un refrigerante para H>0,250″). También deben utilizarse refrigerantes para agujeros de diámetro mayor o igual a 1/2″ (D ≥1/2″).

      Las pistolas de aire frío proporcionan una buena refrigeración y suelen ser más limpias de utilizar que los refrigerantes líquidos. Sin embargo, los refrigerantes líquidos proporcionan una mayor refrigeración, ya que el líquido puede gotear por el agujero a medida que la broca atraviesa el material, lo que da lugar a mejores acabados del agujero. Se puede utilizar agua, queroseno, aceites minerales y otros disolventes compatibles.

      Desbarbado y avellanado

      Los agujeros que pueden estar sujetos a fuerzas de tornillos o pernos deben ser desbarbados con un avellanado. Las avellanadoras de ranura cero funcionan bien para el avellanado y el desbarbado de agujeros en láminas acrílicas. Si no se dispone de un avellanador, utilice una broca de mayor diámetro que el orificio y desbarbe el borde áspero en el lado de salida del orificio (lado por el que el taladro atravesó la chapa).

      Taladrado de placas de circuito impreso

      El taladrado de placas de circuito impreso es un caso especial en el que las máquinas automatizadas taladran miles de agujeros diminutos a muy alta velocidad. Se requieren brocas especialmente diseñadas. En las figuras 8 y 9 se ofrecen recomendaciones de avance y RPM.

      Figura 8

      Figura 9

      Formación de agujeros grandes

      Para perforar un agujero en la plancha ACRYLITE® de más de 1″ (25.4 mm), se puede utilizar un cortador circular. La broca del cortador también debe modificarse para adaptarse a las propiedades del material acrílico. La punta debe raspar el acrílico, no ranurarlo. Para un corte óptimo con los cortadores circulares tenga en cuenta las siguientes recomendaciones:

      • El cortador de moscas y la propia herramienta de corte deben estar bien asegurados. La herramienta de corte sólo debe extenderse lo suficiente para lograr la profundidad de corte deseada.
      • La plancha de ACRYLITE® debe estar adecuadamente apoyada y sujeta para evitar la flexión o la vibración durante la operación de corte. El material también debe colocarse lo más cerca posible de la fresa volante para reducir la distancia que tiene que recorrer la fresa.
      • Se recomienda una velocidad del husillo de entre 400-600 rpm.
      • Es muy importante una velocidad de avance lenta y constante para conseguir un agujero limpio y liso. Cuando se haya completado el agujero y la «pieza en bruto» se haya liberado, es conveniente apagar la prensa de taladro sin retirar la fresa, para evitar cualquier astillado del agujero durante la salida de la herramienta.
      • También se recomienda una ligera nebulización de agua para mantener la fresa y el plástico fríos, y también para que actúe como lubricante de corte.
      • La fresa volante y la propia herramienta de corte deben estar bien aseguradas. La herramienta de corte sólo debe extenderse lo suficiente para lograr la profundidad de corte deseada.
      • La plancha de ACRYLITE® debe estar adecuadamente apoyada y sujeta para evitar la flexión o la vibración durante la operación de corte. El material también debe colocarse lo más cerca posible de la fresa para reducir la distancia que tiene que recorrer la fresa.
      • Precaución: una fresa circular sólo debe usarse en una PRECAUCIÓN: prensa de taladro con la lámina acrílica firmemente sujeta a la mesa de la máquina. La prensa de taladro proporciona la presión uniforme y el posicionamiento constante esenciales para una perforación segura de agujeros de calidad. Nunca intente utilizar un cortador de círculos con un taladro eléctrico manual.

        Formación – Instalaciones in situ

        Las secciones anteriores trataron sobre la producción controlada y las aplicaciones en el taller. La comprensión de esta información es inestimable para muchos requisitos de realización de agujeros. Además, hay ocasiones en las que es necesario hacer agujeros, como en una obra, donde hay un control limitado de las velocidades y avances exactos que se están utilizando. En estas situaciones, las siguientes recomendaciones de brocas pueden ser útiles.

        A continuación se describen varias geometrías de brocas que pueden utilizarse con éxito, aunque la mayoría no dejan el diámetro interior del agujero con un acabado liso. Estas brocas requieren las mismas consideraciones de apoyo detrás de la chapa y de refrigeración que las revisadas anteriormente para las brocas helicoidales.

        Broca de pala (1 broca de pala (1-1/2″ a 2″) – utilice un diseño avanzado como la SPEEDBOR 2000® de Irwin que tiene espuelas en los bordes exteriores para ayudar en la alineación y proporcionar una ruptura suave cuando la broca sale del material.

        Broca de punta de rad (1/8″ a 1″) – este diseño es similar a una broca helicoidal con una punta modificada similar a una broca de pala con espuelas. Tiene una ventaja sobre una broca de pala porque tiene un diseño de flauta helicoidal que sacará las virutas.

        Broca escalonada Unibit® o Vari-Bit® (1/8″ a 1/2″) – estas brocas se pueden utilizar para chapas de hasta 0,118″ (3 mm) de grosor para conseguir una variedad de diámetros de orificio con una sola broca. Requieren el máximo apoyo detrás de la chapa durante su uso para evitar el agrietamiento.

        Sierras de orificio con eje de perforación piloto central (3/4″ a 6″) – requieren enfriamiento mientras cortan para evitar la acumulación de tensión en la chapa. Dejan un acabado pobre en el agujero interior. Son útiles para agujeros de paso en bruto para la instalación de HVAC, fontanería o cableado eléctrico.

        Directrices para la distancia de perforación desde el borde de la chapa

        Cuando se perforan agujeros para soportar la chapa por fijación puntual, hay dos reglas que se aplican. En primer lugar, el diámetro del agujero del perno debe ser al menos 2 veces el diámetro del perno. Esto permite una holgura adecuada para la expansión y contracción térmica y por humedad. En segundo lugar, la distancia entre el centro del agujero y el borde de la chapa debe ser al menos 1,5 veces el diámetro del agujero perforado. Por favor, vea la imagen de la derecha para un diagrama detallado.

        Solución de problemas

        Proveedores de equipos

        Los proveedores listados a continuación ofrecen materiales y equipos probados y aprobados por Roehm America LLC. Los distribuidores autorizados de láminas de ACRYLITE® también pueden ofrecer materiales y equipos.

        Brocas de plástico

        Onsrud Cutter, Inc.
        80 Liberty Drive
        Libertyville, IL 60048
        800-234-1560
        Fax: 800-557-6720

        Craftics, Inc.
        2701 N. Pulaski Rd.
        Chicago IL 60639
        773-235-3307
        Fax: 800-289-2020

        American Tool Co.
        92 Grant Street
        Wilmington, OH 45177-0829
        800-866-5740
        Fax: 937-382-8199

        Puntas de taladro estándar

        Puntas de taladro de acero rápido:
        Ferretería local
        Revista de la Industria de la Madera

        Bits de Carburo Sólido

        Compruebe el «Registro Thomas de
        Fabricantes Americanos» o las Páginas
        Amarillas para su proveedor local de herramientas

        Contrafuertes de canal cero

        J & L Industrial Supply
        31800 Industrial Road
        Livonia, MI 48151
        800-521-9520
        Fax: 800-525-6817

        Marca Weldon
        Se vende a través de J&L Industrial Supply

        Cortadores de círculo

        General Tools Manufacturing Inc.
        80 White Street
        Nueva York, NY 10013-3567
        212-431-6100
        Fax: 212-431-6499

        Ralmike’s Tool-A-Rama
        4405 S. Clinton Avenue
        S. Plainfield, NJ 07080
        800-462-4243
        800-472-5645

        Stanley Tools
        División de Stanley Works
        1000 Stanley Drive
        New Britain, CT 06053
        860-225-5111 o
        1-800-648-7654
        Fax: 860-827-3895r00

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