Piezas de mecanizado de plástico CNC piezas de PTFE personalizadas

Las piezas mecanizadas por CNC con placa de PTFE son componentes funcionales fabricados a partir de politetrafluoroetileno utilizando técnicas de mecanizado de precisión de control numérico por computadora (CNC) (como torneado, fresado, taladrado y grabado). El PTFE es el tipo más clásico de fluoroplástico. Se forma polimerizando monómero de tetrafluoroetileno. Todos los átomos de hidrógeno de su cadena molecular son reemplazados por átomos de flúor, formando una estructura inerte "perfluorada". Esto le da al material una estabilidad química incomparable, un coeficiente de fricción ultrabajo y una excelente resistencia a la temperatura, lo que le valió el sobrenombre de "el rey de la resistencia a la corrosión" y "lubricante sólido" en el campo industrial.

Las piezas mecanizadas por CNC de PTFE se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren un rendimiento estricto del material. Las aplicaciones comunes incluyen sellos, casquillos de cojinetes, aisladores, accesorios para tuberías resistentes a la corrosión y soportes para equipos electrónicos de alta frecuencia. El mecanizado CNC permite la fabricación de alta precisión (con tolerancias típicamente entre ±0,01 y 0,05 mm) de geometrías complejas (como orificios con formas especiales, roscas de precisión y ranuras diminutas) para cumplir con requisitos funcionales personalizados.

Propiedades mecánicas

La estructura única del PTFE hace que sus propiedades mecánicas sean significativamente diferentes de las de otros plásticos de ingeniería:

• Resistencia a la tracción: 20-35 MPa (menor que los plásticos de uso general como PA6/POM, pero mayor que el caucho blando);
• Alargamiento de rotura: ≥300% (altamente resistente, se deforma significativamente en lugar de agrietarse cuando se somete a tensión);
• Resistencia a la flexión: Aproximadamente 40-50 MPa (adecuada para cargas de flexión medias, pero con rigidez limitada);
• Resistencia a la compresión: Aproximadamente 10-15 MPa (estable a bajas presiones, requiere modificación del relleno para altas presiones);
• Dureza (Shore D): 50-60 (Más dura que el caucho, pero más blanda que el metal/plásticos de ingeniería).

Aplicaciones típicas : las piezas de PTFE se utilizan en componentes que requieren amortiguación, reducción de vibraciones o sellado flexible (como juntas tóricas y juntas tóricas). Sin embargo, su baja rigidez lo hace inadecuado para soportar altas presiones axiales. (Se requiere relleno con fibra de vidrio o fibra de carbono para soporte de alta resistencia).

pieza mecanizada de ptfe

Propiedades químicas

El PTFE es uno de los materiales sólidos químicamente más estables que se conocen y es prácticamente inmune a todos los medios químicos:

Resistencia a ácidos y álcalis : No muestra reacción a reactivos altamente corrosivos como agua regia (ácido nítrico concentrado + ácido clorhídrico concentrado), ácido fluorhídrico (HF), ácido sulfúrico concentrado (98%) e hidróxido de sodio concentrado (40%) a temperaturas que varían desde temperatura ambiente hasta 250°C.

Resistencia a los disolventes orgánicos : Es estable a casi todos los disolventes orgánicos (como acetona, etanol, benceno, tolueno y cloroformo) (puede hincharse ligeramente a altas temperaturas, pero este hinchamiento se recupera al enfriarse).

Resistencia a otros medios : es resistente al agua (incluida el agua hirviendo), el vapor, los agentes oxidantes (como el peróxido de hidrógeno) y los agentes reductores (como el sulfito de sodio).

Ventajas especiales : el PTFE es insustituible en la producción de productos químicos altamente corrosivos (como tanques de galvanoplastia y líneas de decapado), equipos de laboratorio (como revestimientos de reactores) y equipos resistentes a la corrosión de grado farmacéutico/alimentario. Las piezas mecanizadas por CNC pueden estar expuestas a entornos químicos extremos (como juntas de tuberías y superficies de sellado de válvulas).

Propiedades térmicas

• Punto de fusión: Aproximadamente 327°C (valor teórico; en el procesamiento real, comienza a ablandarse y fluir a 380-400°C);
• Temperatura de uso continuo: -200°C a 260°C (limitado a temperaturas altas a corto plazo de 280-300°C);
• Dureza a bajas temperaturas: Permanece flexible (no se agrieta) a -200 °C (en nitrógeno líquido), lo que lo hace adecuado para su uso en regiones extremadamente frías.

Aplicaciones típicas : las piezas de PTFE se utilizan en equipos de reacción química de alta temperatura (como sellos de hornos de pirólisis) y sistemas de refrigeración de baja temperatura (como juntas de bridas de tuberías de nitrógeno líquido). Su estabilidad en un amplio rango de temperaturas supera con creces la de los plásticos comunes (por ejemplo, el nailon tiene una resistencia a la temperatura de ≤120°C; el PEEK, aunque tiene una resistencia a altas temperaturas, es caro).

piezas que trabajan a máquina de ptfe

Resistencia a la fricción y al desgaste

El PTFE tiene el coeficiente de fricción cinética más bajo de la naturaleza (0,04-0,10 en condiciones de fricción seca) y excelentes propiedades autolubricantes:

• Coeficiente de fricción: Aproximadamente 0,04-0,10 al frotar contra acero (sin lubricar), inferior al grafito (0,1-0,2) y disulfuro de molibdeno (0,1-0,15);
• Tasa de desgaste: en la fricción por deslizamiento, el desgaste del PTFE es sólo 1/10-1/5 del del nailon (PA6) (aunque el PTFE puro tiene poca resistencia al desgaste y requiere una modificación del relleno);
• Propiedades autolubricantes: puede funcionar sin problemas en condiciones de carga media y baja velocidad (p. ej., casquillos de rodamiento y rieles guía) sin necesidad de lubricante adicional.

Limitaciones especiales : El PTFE puro tiene una resistencia al desgaste insuficiente (propenso al desgaste debido a la fricción prolongada). Sin embargo, esta deficiencia se puede mejorar significativamente rellenándolo con rellenos como fibra de carbono (CF), grafito (Gr), disulfuro de molibdeno (MoS₂) y polvo de bronce (Cu). (Por ejemplo, el PTFE relleno de fibra de carbono mejora la resistencia al desgaste entre 5 y 10 veces) para cumplir con los requisitos de escenarios de fricción de alta carga.

Propiedades eléctricas

• Resistencia de aislamiento: Resistividad de volumen > 10¹⁸ Ω·cm (cerca del aislante ideal);
• Rigidez dieléctrica: ≥ 60 kV/mm (mucho mayor que los 3 kV/mm del aire, resistente a fallas de alto voltaje);
• Constante dieléctrica: 2,0-2,1 (extremadamente baja y estable, baja pérdida de transmisión de señal);
• Tangente de pérdida dieléctrica: 0,0002-0,0005 (extremadamente baja, prácticamente sin pérdida de energía en altas frecuencias).

Aplicaciones típicas : Las piezas mecanizadas por CNC de PTFE son el material preferido para dispositivos electrónicos de alta frecuencia (como soportes de filtro de comunicación 5G y componentes de aislamiento de antena de radar), conectores de cables de alto voltaje y componentes aislantes para equipos de fabricación de semiconductores (como marcos de soporte de PCB y anillos de aislamiento de electrodos).