Métodos de fabricación de acrílico fundido versus extruido
Llevo 15 años fabricando acrílico. Comenzó en una tienda de letreros en Phoenix, pasó al trabajo arquitectónico y actualmente dirige la producción para un fabricante de exhibidores en el Medio Oeste. La pregunta entre fundición versus extrusión surge constantemente-de nuevos empleados, de clientes, de ingenieros que especificaron el material incorrecto y ahora quieren que lo arreglemos.
Esto es lo que he aprendido por las malas.
La diferencia básica
El acrílico fundido se vierte como monómero líquido entre placas de vidrio y se cura lentamente. El acrílico extruido son bolitas derretidas que se empujan a través de rodillos. Eso es todo. Ambos son PMMA. Ambos parecen idénticos en el estante.
El problema comienza cuando intentas hacer algo con ellos.
Por qué el reparto cuesta más
El casting lleva tiempo. Una hoja de media-pulgada puede curar durante 12 horas o más. Los moldes de vidrio necesitan un mantenimiento constante. Las tasas de rechazo son más altas porque cualquier contaminación en el monómero se presenta como un defecto que no se puede reparar.
Plaskolite ejecuta ambos procesos en sus instalaciones de Columbus. Su línea Optix está extruida, funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana y produce imágenes. Su línea de lanzamiento se mueve más lento. Esa diferencia de costos-normalmente un margen de beneficio del 30-40 % para el reparto refleja la economía real de la producción, no el marketing.
Acrylite de Evonik es similar. El grado GP (extruido) cuesta menos que el grado FF (fundido). Misma empresa, misma química de resina, proceso diferente, precio diferente.
Tolerancia de espesor: donde gana lo extruido
Esto sorprende a la gente. La lámina extruida tiene una tolerancia de espesor más estricta que la fundida.
La separación entre rodillos en una línea de extrusión se fija mecánicamente. Lo configura en 0,118" y eso es lo que obtiene, más o menos unos cuantos miles. La lámina fundida se encoge durante la polimerización, y esa contracción varía a lo largo de la hoja. Una lámina fundida de un cuarto de pulgada nominal podría medir 0,236" en una esquina y 0,251" en otra.
Según ASTM D4802, el acrílico fundido permite una variación de espesor de ±10 %. El extruido normalmente tiene ±5%. Cuando mecaniza piezas que deben apilarse o encajar en canales, esto es importante.
El año pasado trabajamos en un programa de accesorios de venta minorista, 400 unidades, cada una de las cuales necesitaba tres estantes acrílicos apoyados en extrusiones de aluminio. Elección especificada por el cliente porque "es mejor". Llegó el primer lote, los estantes estaban unidos en la mitad de los accesorios. Variación de espesor. Cambiado a extruido, problema resuelto.
Corte por láser: donde gana el elenco
Pase un láser de CO2 de 60 W a través de acrílico fundido a 15 mm/s, 85 % de potencia y obtendrá un borde pulido. Agua-clara. Listo para el cliente. El material se vaporiza limpiamente porque esas largas cadenas de polímero se rompen sin dejar residuos.
Pruébalo con extrusión y obtendrás un borde esmerilado. A veces lechoso. A veces con pequeñas burbujas a lo largo de la cara cortada. Puede ajustar la potencia de caída del láser-, aumentar la velocidad, agregar asistencia de aire-pero está persiguiendo rendimientos decrecientes. Los bordes extruidos nunca coinciden con los bordes moldeados con láser.
Para señalización, exhibidores POP, cualquier cosa donde el borde sea visible, utilizamos yeso. Período. La prima del coste del material desaparece frente al coste de la mano de obra del pulido con llama de los bordes extruidos.
Trotec y Epilog publican configuraciones recomendadas para "acrílico" sin especificar el tipo. Esas configuraciones funcionan para el elenco. Extruido necesita diferentes parámetros.
La realidad del termoformado
El acrílico fundido tiene un rango de formación de aproximadamente 40 grados F. Puede sacarlo del horno entre 340 y 380 grados F y sigue siendo viable. Extruido le brinda tal vez 20 grados F de ventana antes de que pase de demasiado rígido a demasiado flexible.
El mes pasado vi a un chico nuevo arruinar una hoja entera de extrusión. Estaba formando carteles sencillos, nada complicado. Tenía el horno configurado para yeso (habíamos estado usando yeso toda la semana). El primer tirón salió bien porque la sábana estaba poco cocida. En el segundo tirón se fue un poco más para compensar-demasiado tiempo. El material se deslizó a través del marco antes de que pudiera llegar al molde.
Cast perdona los errores. Extruido no.
Para sorteos profundos,-cualquier proporción superior a 2:1-es obligatoria. La diferencia de peso molecular se muestra como formabilidad. El material extruido se adelgazará y se rasgará donde el yeso se estira uniformemente.
Enrutamiento CNC
Ambos materiales se encaminan bien con avances y velocidades adecuados. Utilizamos una Multicam con husillo de 18K, una sola-flauta O-bit, alimentación de 120 IPM en material de un cuarto-pulgada. La eliminación de virutas es fundamental. El acrílico se derrite a 320 grados F y la broca de su enrutador genera calor a través de la fricción.
Las encías extruidas suben más rápido. Esas cadenas de polímeros más cortas se ablandan a temperaturas más bajas. Aumentamos la presión del chorro de aire hasta 10 PSI cuando se ejecuta extruido y reducimos la velocidad de alimentación en aproximadamente un 15 %. Algunos talleres utilizan refrigerante nebulizado, pero hemos tenido problemas porque el refrigerante deja residuos en trabajos de corte con láser-posteriores.
Las virutas fundidas salen despedidas limpias. El material permanece rígido por más tiempo bajo calor de corte.
Una cosa que nadie te dice: el extruido tiene más tensión interna debido al proceso de extrusión. Corte una tira estrecha del borde de una hoja extruida y observe cómo se curva. El yeso queda plano. Esta tensión también significa que las grietas extruidas son más fáciles durante el mecanizado si sus herramientas están desafiladas o sus accesorios permiten que la hoja vibre.
Unión solvente
Soldar-En 3 y 4 son los estándares. Cementos-a base de MMA-de cuerpo delgado. Se aplica sobre la junta, la acción capilar la atrae, el disolvente se evapora y las cadenas de polímeros se enredan.
Las uniones de fundición-a-fundidas son más fuertes que las de extrusión-a-extrusión. Probadas según ASTM D4499, las juntas fundidas funcionan con un corte de 3500-4200 PSI. El extruido funciona entre 2400 y 3000 PSI. La diferencia de peso molecular nuevamente.
Más importante que los números: los bonos fundidos lucen mejor. El cemento fluye uniformemente y cura transparente. Las uniones extruidas a veces muestran una ligera turbidez o micro-burbujas atrapadas en la línea de unión. Para aplicaciones estructurales no importa. Para las vitrinas donde el cliente está a quince centímetros de distancia examinando su trabajo, es importante.
Las uniones mixtas-fundidas a extruidas-son impredecibles. Los evitamos cuando es posible.
Cuándo utilizar extruido
He dedicado la mayor parte de este artículo a explicar por qué el reparto es superior. Entonces, ¿cuándo tiene sentido la extrusión?
Marcos de cuadros. Paneles difusores de luz. Guardias protectores que nadie mira de cerca. Programas de alto-volumen donde domina el costo del material. Cualquier cosa que se pinte o lamine donde se oculte la calidad de los bordes.
El extruido también gana en disponibilidad. Los tamaños estándar se envían desde la distribución en uno o dos días. El yeso a veces tiene plazos de entrega, especialmente espesores o tintes inusuales.
Trabajamos aproximadamente un 60% de fundición y un 40% de extrusión en volumen. La combinación cambia según los trabajos que haya en la empresa.
Identificación
Las hojas sin marcar son un dolor de cabeza. Mantenemos el moldeado y el extruido en estantes separados con cinta de borde codificada por colores-, pero el material se mezcla durante la manipulación.
La prueba de solvente funciona. Gota de cloruro de metileno en la superficie. El extruido se vuelve pegajoso en 10 a 15 segundos. El yeso resiste más: 30 segundos o más antes de que veas blanqueamiento.
Algunos-veteranos hacen una prueba de llama en restos de bordes. El yeso se quema con menos humo y goteo. No recomiendo esto. Ambos materiales desprenden vapores irritantes cuando se queman y la diferencia no es lo suficientemente dramática como para ser confiable.
Mejor práctica: no retire la máscara hasta que sea absolutamente necesario y marque las hojas desnudas con un rotulador en el momento en que se quite la máscara.
Notas del proveedor
Plaskolite (Optix, Plaskolite), Evonik (Acrylite), Trinseo (Plexiglas G y MC) y Arkema (Altuglas) son los principales actores en Norteamérica. Cada uno fabrica calidades tanto fundidas como extruidas.
El stock de distribuidores varía según la región. Laird Plastics, Piedmont Plastics y Curbell tienen varias marcas. Los precios fluctúan-Hemos visto oscilaciones del 15% durante un trimestre. Obtenga citas de al menos dos fuentes sobre programas importantes.
Las láminas importadas de Asia son más baratas pero el control de calidad es inconsistente. Hemos recibido material supuestamente fundido que-se corta con láser como si fuera extruido. Probar el material entrante evita dolores de cabeza más adelante.
Pensamientos finales
La selección de materiales consiste en hacer coincidir las propiedades con los requisitos. El acrílico fundido se procesa mejor en la mayoría de las operaciones y produce piezas terminadas de mayor-calidad. El acrílico extruido cuesta menos y funciona bien cuando la calidad cosmética no es crítica.
Sepa lo que está comprando. Sepa lo que su cliente realmente necesita. El "mejor" material es aquel que hace el trabajo al precio correcto sin devoluciones de llamadas.
