En proceso de producción de piezas mecanizadas de UHMWPE (polietileno de peso molecular ultraalto) implica técnicas especializadas debido a las propiedades únicas del material: peso molecular extremadamente alto, bajo flujo de fusión y alta resistencia a la abrasión. A continuación se describe paso a paso el proceso de fabricación:
1. Selección de materiales y conformado
- Materia prima: El UHMWPE se suministra como planchas, barras o bloques moldeados por compresión (ya que no puede fundirse y moldearse por inyección como el HDPE).
- Métodos de fabricación de piezas en bruto:
- Moldeo por compresión: El polvo de UHMWPE se calienta y se prensa en láminas o bloques a alta presión.
- Extrusión de carnero: Se utiliza para producir barras o tubos forzando el UHMWPE fundido a través de una matriz.
2. Mecanizado de piezas de UHMWPE
Debido a su alta viscosidad y baja conductividad térmicaEl UHMWPE requiere técnicas de mecanizado específicas:
A. Corte y aserrado
- Herramientas: Cuchillas con punta de carburo o de acero rápido (HSS) con bordes afilados y pulidos (para evitar que el material se pegue).
- Métodos:
- Sierras de cinta / Sierras circulares - Para desbastar hojas o bloques.
- Corte por chorro de agua - Preferido para formas complejas (no genera calor).
- Corte por láser (uso limitado) - Posible pero puede causar fusión localizada.
B. Taladrado y fresado
- Requisitos de la herramienta:
- Bajo ángulo de inclinación (para reducir la fricción).
- Alta velocidad de corte con baja velocidad de avance (evita la deformación del material).
- Refrigeración: Se recomienda la refrigeración por aire o agua para evitar el sobrecalentamiento.
C. Torneado
- Se utiliza para producir piezas cilíndricas (por ejemplo, casquillos, rodillos).
- Consejos sobre herramientas: Plaquitas de metal duro con aristas vivas para evitar el "engomado" del material.
D. Mecanizado CNC
- Adecuado para piezas de alta precisión (por ejemplo, implantes médicos, tiras de desgaste).
- Consideraciones clave:
- Minimizar la acumulación de calor (evita la deformación).
- Utilice cuchillas afiladas y pulidas (reduce las rebabas).
3. Procesos de acabado
- Desbarbado: Recorte manual o volteo para eliminar los bordes afilados.
- Alisado de superficies:
- Lijado (con abrasivos de grano fino).
- Pulido (para aplicaciones de baja fricción).
- Tratamiento de llama (opcional): Mejora la adherencia para pegar/pintar.
4. Control de calidad y pruebas
- Comprobaciones dimensionales: Garantiza el cumplimiento de las tolerancias (el UHMWPE puede dilatarse/contraerse ligeramente).
- Pruebas de desgaste e impacto: Valida el rendimiento en condiciones reales.
5. Montaje y postprocesado
- Vinculación: El UHMWPE es difícil de pegar, por lo que fijación mecánica (tornillos, remaches) o adhesivos especiales (por ejemplo, epoxi para plásticos).
- Soldadura (uso limitado):
- Soldadura con gas caliente - Posible, pero difícil debido al bajo flujo de fusión.
- Soldadura por fusión a tope - Se utiliza para unir tubos de UHMWPE.
Principales retos en el mecanizado de UHMWPE
- Acumulación de calor → Puede provocar deformaciones o fusión.
- Flexibilidad del material → Requiere herramientas afiladas para evitar deformaciones.
- Baja conductividad térmica → La refrigeración es fundamental.
Aplicaciones de las piezas mecanizadas de UHMWPE
Implantes médicos (prótesis articulares).
Bandas de desgaste y revestimientos (cintas transportadoras, tolvas).
Casquillos y cojinetes (baja fricción, autolubricante).
Componentes marinos (defensas de muelle, parachoques de barco).
