ABS, PA, POM, PEEK…: cómo elegir un plástico técnico para una pieza

Un plástico técnico se elige como un componente: se parte de lo que debe hacer. Una misma sigla abarca decenas de grados, con o sin cargas, para inyección o para extrusión, y dos piezas de ABS pueden comportarse de forma muy distinta. Antes de nombrar un material, responda a estas preguntas:

• ¿Qué esfuerzos? Carga permanente o puntual, impactos, vibraciones, rozamiento. Bajo carga constante, un plástico se deforma lentamente (es la fluencia): una pieza que supera el ensayo puede deformarse tras meses de servicio.
• ¿Qué temperatura? Temperatura de uso continuo, posibles picos, ciclos de frío y calor. Los plásticos se reblandecen mucho antes que los metales.
• ¿Qué entorno? Humedad, agua caliente, aceites, detergentes, disolventes, radiación UV en una pieza de exterior.
• ¿Qué aspecto? Transparencia, color, acabado superficial, posibilidad de pegar, pintar o marcar.
• ¿Qué exigencias normativas? Contacto alimentario, uso médico, comportamiento ante el fuego.
• ¿Qué fabricación? Cantidad, proceso previsto y tolerancias requeridas.

Estas respuestas ya reducen la lista a dos o tres candidatos, que el taller podrá ayudarle a decidir. Descríbalos en su solicitud en lugar de imponer un material: un taller de plásticos o de mecanizado puede proponer un grado más adecuado o más económico.

Los termoplásticos se clasifican en tres niveles:

• Plásticos de gran consumo (PE, PP, PVC, PS): económicos y ligeros, para piezas poco solicitadas (cubetas, tapas, guías).
• Plásticos técnicos (ABS, PC, PA, POM, PBT): mejor comportamiento mecánico y térmico, para piezas funcionales.
• Plásticos de altas prestaciones (PEEK, PPS, PEI, PTFE): elevada resistencia al calor y a los productos químicos, pero con un coste de material y de transformación claramente superior.

Una segunda distinción ayuda a anticipar el comportamiento. Los amorfos (ABS, PC, PMMA) tienen poca contracción en el moldeo, se pegan con facilidad y pueden ser transparentes, pero resisten peor los productos químicos y pueden agrietarse bajo tensión. Los semicristalinos (PA, POM, PP, PE, PEEK, PTFE) resisten mejor el desgaste, la fatiga y los agentes químicos, pero se contraen más y son más difíciles de pegar.

Por último, las cargas cambian el panorama: las fibras de vidrio aumentan la rigidez y la resistencia a la temperatura, a costa de un material más abrasivo para las herramientas y a menudo más frágil; las cargas deslizantes (PTFE, grafito, disulfuro de molibdeno) reducen el rozamiento.

• ABS: buen equilibrio entre resistencia al impacto, rigidez y facilidad de transformación. Se inyecta, se mecaniza, se pega y se pinta con facilidad, pero su resistencia a la temperatura es limitada y envejece mal al sol sin protección. Carcasas, tapas, prototipos.
• PC (policarbonato): muy resistente al impacto, transparente, más tolerante al calor que el ABS. Se raya con facilidad y puede agrietarse en contacto con ciertos disolventes o aceites.
• PMMA: muy transparente y con buena resistencia a los UV, pero quebradizo. Se mecaniza bien con herramientas afiladas y se pule. Acristalamientos, difusores, expositores.
• PA 6 y PA 66 (poliamidas): resistentes al desgaste, a los impactos y a la fatiga. Absorben la humedad del aire: la pieza se hincha y sus propiedades cambian, lo que complica los ajustes apretados. El PA 12 absorbe bastante menos. Engranajes, rodillos, casquillos.
• POM (poliacetal): rígido, estable, de bajo rozamiento, muy poco sensible a la humedad y muy agradable de mecanizar. Suele ser la mejor opción para una pieza mecánica de precisión mecanizada. Existe en copolímero (POM-C, el más habitual) y en homopolímero (POM-H). Se pega mal y soporta mal los ácidos fuertes.
• PP y PEAD: ligeros, económicos, muy resistentes a los productos químicos, pero poco rígidos, muy dilatables y difíciles de pegar. El PP se presta a las bisagras integradas.
• PEEK: del orden de 250 °C en uso continuo, excelente resistencia química, esterilizable, con grados biocompatibles. Es muy caro y exigente de inyectar: consérvelo para las necesidades que otros materiales no cubren (médico, aeronáutica, química).
• PTFE: rozamiento muy bajo e inercia química, pero blando y con fluencia. No se inyecta de forma convencional: se mecaniza a partir de barras, tubos o placas sinterizadas. Juntas, revestimientos, piezas de deslizamiento.

Referencias cualitativas, que deben confirmarse en la ficha técnica del grado elegido. La columna “Inyección” indica si el material se inyecta habitualmente; el coste relativo se refiere al material (€ económico, €€€€ muy elevado).

Mecanizado: semiproductos, sin utillaje

El mecanizado parte de barras, placas o tubos y no requiere utillaje: es la vía natural para un prototipo o una serie pequeña. El plástico se calienta al cortar, se dilata y a veces libera sus tensiones internas: el taller suele prever desbaste, estabilización y acabado. Las tolerancias estrictas son más difíciles de mantener que en metal: limítelas a las cotas funcionales (vea la guía sobre los materiales de las piezas mecanizadas).

Inyección: un molde y después series

La inyección de plástico presiona el material fundido en un molde. El utillaje supone una inversión que solo se amortiza con una serie; a cambio, el precio de cada pieza baja. El material debe existir en un grado de inyección (el PTFE, por ejemplo, no lo tiene), y su contracción, mayor en los semicristalinos, influye en la precisión y en el alabeo. Las tolerancias de moldeo suelen ser menos estrictas que las del mecanizado, y la pieza debe respetar reglas de diseño (ángulos de desmoldeo, espesores regulares). La guía sobre el precio de un molde de inyección detalla el coste del utillaje.

Impresión 3D: útil para probar, pero no equivalente

La fabricación aditiva produce piezas de plástico sin utillaje, en particular en poliamida. Pero una pieza impresa no tiene las propiedades de una pieza inyectada o mecanizada de la misma familia: suele ser menos resistente en una dirección. Valida la forma y el montaje, no siempre la resistencia mecánica (vea impresión 3D o mecanizado CNC).

No existe un umbral universal entre mecanizado e inyección: si su cantidad se sitúa entre ambos, pida presupuesto para los dos procesos (vea del prototipo a la serie). Si la serie final debe inyectarse, haga el prototipo en un material parecido y valide unas cuantas piezas salidas del molde antes de lanzar la producción.

• Dilatación. Un plástico se dilata varias veces más que un acero: un ajuste apretado a 20 °C puede agarrotarse o aflojarse a 60 °C. Prevea holgura, sobre todo en un bastidor metálico.
• Fluencia. Una pieza sometida a carga permanente se deforma con el tiempo. En un montaje atornillado, prefiera un inserto metálico o una arandela ancha para repartir el esfuerzo.
• Humedad. Las poliamidas se hinchan y pierden rigidez; el POM es mucho más estable. Para una pieza que debe mantener sus cotas, suele ser el criterio decisivo.
• Productos químicos. La compatibilidad depende del material, de la concentración, de la temperatura y de la tensión. El PC y el PMMA pueden agrietarse en contacto con ciertos disolventes. Pida al proveedor la resistencia química del grado, o haga un ensayo.
• UV y exterior. Sin estabilizante, varios plásticos amarillean o se vuelven frágiles. Indique el uso en exterior: existen grados estabilizados.
• Comportamiento ante el fuego. En electricidad o en transporte puede exigirse una clasificación al fuego (por ejemplo UL 94). Restringe la elección: indíquelo desde la solicitud.
• Contacto alimentario o médico. Solo ciertos grados se declaran conformes: pida la declaración al proveedor y haga que la valide su responsable de cumplimiento normativo. Vea también el sector médico.

Un material mal designado provoca preguntas, presupuestos desacertados o una mala sorpresa en la entrega. Indique:

• la designación precisa: “POM-C natural”, “PA 6 con 30 % de fibra de vidrio”, “ABS negro” en lugar de “plástico” o “nailon”;
• si es obligatorio o no: “o equivalente” permite al taller proponer el grado disponible más económico;
• el color y el aspecto: natural, negro, teñido en masa, pulido si procede;
• las condiciones de uso: temperatura, productos en contacto, humedad, exterior;
• los documentos requeridos (certificado del material, declaración de conformidad), que conviene pedir solo si son necesarios;
• la cantidad y, en un prototipo, la serie y el proceso previstos después.

¿Listo para pedir precios? Publique su solicitud en Meaflow: es gratis y sin comisión, y podrá comparar las propuestas de varios talleres.