Plástico ABS: una guía detallada para conocer sus usos

El plástico ABS es un material popular de fabricación de piezas y prototipado con amplias aplicaciones industriales debido a sus propiedades mecánicas únicas. El termoplástico es aplicable en la fabricación de productos independientemente de los diseños, utilizando procesos como el mecanizado CNC, la impresión 3D y el moldeo por inyección. Este artículo habla del material ABS y de sus procesos de fabricación compatibles.

¿Qué es el material plástico ABS?

El ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) es un termoplástico opaco conocido por su rigidez y resistencia. El polímero es amorfo y consta de tres monómeros: acrilonitrilo, butadieno y estireno:

• El acrilonitrilo es responsable de la estabilidad química y la resistencia al calor del material.
• El butadieno da al polímero su tenacidad y resistencia al impacto.
• El estireno es responsable de su rigidez y procesabilidad para crear diversas formas.

Propiedades del plástico ABS

El material plástico ABS tiene amplias aplicaciones en varias industrias y compatibilidad con varios procesos de fabricación debido a sus propiedades. A continuación se presentan algunas propiedades del material ABS y por qué el prototipado rápido y la fabricación con ABS son comunes.

Resistencia al impacto

La resistencia al impacto es la capacidad de un material de resistir una fuerza intensa y repentina. El material plástico ABS tiene una alta resistencia al impacto a bajas temperaturas. Como resultado, es una parte importante de la industria automotriz en la fabricación de piezas como los parachoques.

Excelente aislante

Como cualquier plástico, el ABS es un excelente aislante y un mal conductor del calor. Como resultado, es popular en el prototipado y la fabricación de productos que requieren protección aislante.

Resistencia a la abrasión

El polímero tiene una alta resistencia a la abrasión. Como resultado, es aplicable en la fabricación de productos que deben tener una superficie lisa independientemente de su elección de uso. Como resultado, el ABS es común en la industria automotriz en la fabricación de piezas como los salpicaderos.

Brillo superficial

El polímero plástico tiene una superficie de calidad, bien pulida y brillante. Como resultado, su atractivo estético lo posiciona como un polímero plástico de primer nivel en la industria automotriz.

Resistencia química

El ABS es altamente resistente a los productos químicos, ya que es utilizable en entornos que contienen alcoholes, hidrocarburos y otros productos químicos.

Diferentes tipos de grados de ABS

Hay diferentes grados de materiales ABS utilizados en el prototipado y la fabricación de piezas. Cada grado tiene sus propiedades bien explicadas a continuación:

Grado de extrusión de ABS

El grado de extrusión se llama así porque proviene del proceso de extrusión de plástico y es común en industrias que requieren su prototipo de ABS con mayor resistencia y elasticidad. Un ejemplo común es un plástico ABS569 y ABS-PA749SK.

Grado ignífugo de ABS

El grado ignífugo de ABS es un material plástico ABS resistente al calor aplicable en la fabricación de productos y piezas que necesitan una fuerte resistencia al calor. Un ejemplo es el Prime ABS 860 FR, que es moldeable/extrudable y unible con otros materiales como el policarbonato y el cloruro de polivinilo.

Grado de moldeo por inyección de ABS

Este grado de material ABS es adecuado para fabricar productos mediante moldeo por inyección. Tienen una alta resistencia al impacto y son aplicables en el prototipado de plástico.

Otros grados de plástico ABS

Estos incluyen grados de ABS combinados con diferentes materiales para potenciar sus propiedades mecánicas. Ejemplos incluyen plásticos ABS combinados con materiales como fibra de vidrio, fibra de grafito y fibra de acero inoxidable.

Tipos de procesos para fabricar plásticos ABS

Hay diferentes tipos de procesos de fabricación adecuados para trabajar con ABS. A continuación se presentan los procesos de fabricación comunes utilizados en el prototipado de plástico y la fabricación.

1. Impresión 3D para ABS

La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva que utiliza una impresora 3D para fabricar una pieza 3D asistida por modelos de diseño asistido por ordenador (CAD). La impresora construye la pieza capa por capa hasta crear una pieza física completa.

Hay varias técnicas de impresión 3D. Sin embargo, la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM) es la más popular para los plásticos ABS. Después de imprimir, también puede someter la pieza a opciones de posprocesamiento para mejorar su función y estética.

El uso de la impresión 3D con plástico ABS conlleva varios defectos. A continuación se presentan algunos a considerar:

–Alabeo (Warping): Este es el defecto de impresión 3D más común, en el que la parte inferior de las piezas de ABS impresas se curva hacia arriba. Ocurre debido a una temperatura irregular que causa una contracción desigual. Varias soluciones incluyen reducir la velocidad de impresión, usar adhesivos e imprimir con una cama caliente.

–Agrietamiento (delaminación): Ocurre cuando las capas de ABS impresas se separan porque no se adhieren debido a las diferencias de temperatura. Puede prevenir el agrietamiento imprimiendo con un recinto para controlar la temperatura de funcionamiento.

–Z-wobble (bamboleo del eje Z): Esto ocurre debido a un movimiento sesgado de la impresora que causa que el movimiento incoherente se desplace incorrectamente. Puede evitar el Z-wobble ajustando todos los componentes del eje Z.

–Stringing (formación de hilos): Esto ocurre cuando pequeños restos de termoplástico ABS permanecen en un modelo impreso en 3D debido a que el extrusor se desplaza a un punto aleatorio y gotea plástico. Una medida preventiva común es reducir la velocidad de impresión y desatascar la boquilla.

2. Mecanizado CNC para ABS

El mecanizado CNC es un conjunto de técnicas de fabricación sustractiva que implica retirar parte de una pieza de trabajo utilizando una máquina controlada por ordenador. Varias técnicas son adecuadas para el ABS, como el taladrado, el mandrinado y el torneado.

El mecanizado de plástico es el proceso apropiado para el prototipado y la fabricación de plástico ABS que requiere tolerancias estrechas y geometrías complejas. Además, a diferencia de la impresión 3D, el mecanizado CNC permite el acceso a ciertas geometrías, como los caminos internos curvos.

Consideraciones en el mecanizado de ABS

A continuación se presentan algunas cosas a considerar al mecanizar plástico ABS:

-Una consideración importante al mecanizar ABS es la generación de calor durante el proceso. Las máquinas CNC generan un calor elevado, que puede fundir la pieza o causar defectos como el alabeo. Como resultado, debe poder mecanizar el polímero a una velocidad que no altere sus propiedades.

-El refrigerante le ayudará a reducir la temperatura de funcionamiento y su efecto sobre el material plástico ABS. Esto es muy importante en cada técnica de mecanizado CNC, especialmente el taladrado.

-Asegúrese de elegir la herramienta adecuada para mecanizar plástico ABS. Mecanizar ABS requiere que tenga una herramienta con una forma positiva o neutra. Usar la herramienta equivocada puede hacer que la herramienta se clave en el material y produzca un efecto de arranque.

-Fije firmemente la pieza de plástico ABS para reducir la vibración entre la pieza CNC y la herramienta. La vibración puede hacer que la herramienta se clave en la superficie o reducir el contacto entre la superficie de la pieza de trabajo y la herramienta.

3. Moldeo por inyección para ABS

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación común adecuado para trabajar con material ABS. Implica fundir e inyectar el material en un molde de inyección ya preparado. El plástico fundido se enfría y solidifica, adoptando la forma del molde de inyección.

El moldeo por inyección de ABS es adecuado para fabricar piezas de ABS sólidas y complejas con tolerancias estrechas. Los moldes provienen generalmente de moldes de aluminio y acero mecanizados por CNC. Sin embargo, el molde también puede provenir de la impresión 3D. Esto depende del número y la complejidad de las piezas.

Además, el moldeo por inyección tiene un alto coste de configuración inicial. Sin embargo, es el más adecuado para la producción en masa de piezas de ABS porque puede producir un gran número de piezas rápidamente.

Defectos comunes del moldeo por inyección de ABS

El uso del moldeo por inyección para el material ABS puede provocar varios defectos. A continuación se presentan los más comunes y cómo evitarlos:

–Las líneas de soldadura ocurren cuando dos o más frentes de flujo no se sueldan completamente al juntarse durante el moldeo por inyección de plástico ABS. La soldadura incompleta resulta de una baja temperatura y presión que causa una solidificación prematura. Una forma común de evitar el problema es garantizar una presión y temperatura altas y uniformes.

–El jetting (chorreo) en el moldeo de ABS ocurre debido a una solidificación desigual cuando el primer flujo de termoplástico ABS fundido entra en la cavidad del molde y se solidifica. Puede reducir el jetting disminuyendo la presión de inyección y aumentando la temperatura de funcionamiento.

–El agrietamiento ocurre en toda la superficie de la zona de soldadura debido al estrés y la deformación provocados por el entorno externo. Además, puede ocurrir debido a superficies de molde frías y bajas tasas de inyección. Las soluciones comunes al defecto incluyen aumentar la velocidad de inyección y optimizar la temperatura del molde/operativa.

–La rebaba (flash) del molde de inyección ocurre cuando una fina película de plástico fluye fuera de la cavidad del molde durante la inyección debido a una alta tasa de inyección y presión. Puede reducir la tasa de inyección y aumentar la presión de cierre para evitar la rebaba en el moldeo por inyección.

Ventajas y desventajas del uso de materiales ABS en el prototipado rápido

El material ABS tiene sus ventajas y desventajas. Esta sección analizará las ventajas y desventajas del uso de materiales ABS en el prototipado rápido.

Ventajas del uso de ABS en el prototipado rápido

Los materiales ABS son populares en el prototipado rápido por las siguientes razones:

-Tienen un coste de producción razonable con una estructura estéticamente agradable.

-Los materiales ABS ofrecen buenos acabados después del mecanizado, pulido, pintado, rellenado, etc.

-Tienen propiedades como alta resistencia al desgaste, buena estabilidad y resistencia

Desventajas del uso de ABS en el prototipado rápido

Aunque el polímero ABS tiene varias ventajas, también tiene desventajas dependiendo del producto. A continuación se presentan algunas desventajas del material en el prototipado rápido.

-El ABS puede curvarse, agrietarse o alabearse durante la fabricación, especialmente a alta temperatura

-El trabajo con el material debe ser manejado por ingenieros altamente especializados, lo que incrementa los costes de mano de obra.

-Da resultados variables en la mayoría de los procesos de prototipado, especialmente en la impresión 3D.

Aplicaciones del plástico ABS

Debido a sus excelentes propiedades, como estabilidad, resistencia y resistencia al calor, el polímero ABS tiene amplias aplicaciones industriales. A continuación se presentan aplicaciones típicas de los plásticos ABS.

Industria automotriz

El ABS es adecuado para fabricar piezas de automóviles como respaldos de asientos, salpicaderos y molduras de pilares. Aquí, junto con otros plásticos de ingeniería, es un material importante debido a la reducción de peso y a la reducción del uso de energía, especialmente en la fabricación de piezas de coches eléctricos.

Industria eléctrica

Las propiedades aislantes del material ABS lo convierten en el material perfecto para recubrir piezas eléctricas. Por ejemplo, puede reemplazar el cloruro de polivinilo en la fabricación de carcasas electrónicas.

Equipos de oficina

El polímero ABS es aplicable en la fabricación de piezas de alta calidad como teclas de teclado, cubiertas de teléfonos y memorizadores. Además de sus propiedades mecánicas, permite incorporar diseños y colores para añadir comodidad a la oficina

Electrodomésticos y bienes de consumo

La resistencia y las rigideces del material ABS lo hacen apropiado para fabricar piezas como paneles de control, carcasas de aspiradoras y revestimientos de frigoríficos.

Conclusión

El plástico ABS es un importante plástico de prototipado utilizado en diferentes sectores industriales para fabricar diferentes productos. Este artículo explicó extensamente las propiedades, los grados, las ventajas y desventajas, y las aplicaciones adecuadas del material.

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Preguntas frecuentes

¿Qué tipo de material es el ABS?

El ABS, o acrilonitrilo butadieno estireno, es un polímero amorfo y termoplástico. Como termoplástico, es moldeable aplicando y retirando calor. Además, ser amorfo significa que no es cristalino.

¿Es tóxico el plástico ABS?

El ABS es bastante inofensivo para los humanos debido a la ausencia de carcinógenos. Además, no se ha registrado ningún problema de salud adverso relacionado con la exposición al ABS. Sin embargo, no son adecuados ni recomendados para implantes médicos.

Para la fabricación de prototipos, ¿cuál es mejor, los plásticos ABS o los plásticos normales?

Elegir el plástico adecuado depende de las propiedades mecánicas deseadas. Por ejemplo, el ABS es más resistente y duradero que el cloruro de polivinilo. Sin embargo, lo mejor sería que hablara con expertos sobre el material adecuado para su proyecto.