Crazing en metacrilato: microfisuras por tensión, láser y pulido
El metacrilato puede presentar un acabado aparentemente perfecto después de ser cortado, mecanizado o pulido y, sin embargo, desarrollar posteriormente pequeñas fisuras en determinadas zonas.
Este fenómeno se conoce como crazing o agrietamiento por tensión y es especialmente importante cuando se trabaja con metacrilato extruido (PMMA XT).
No se trata necesariamente de que el metacrilato esté defectuoso. En muchos casos el problema está relacionado con las tensiones internas acumuladas en el material y con los procesos de transformación realizados posteriormente.
¿Qué es el crazing en metacrilato?
El crazing en metacrilato consiste en la aparición de una red de microfisuras superficiales o internas que normalmente se concentra en las zonas sometidas a mayor tensión.
A simple vista puede parecer que el metacrilato se ha cuarteado. Dependiendo de la pieza y de la iluminación, pueden observarse pequeñas líneas blanquecinas, reflejos o grietas muy finas.
Una característica importante es que el problema no siempre aparece inmediatamente después de fabricar la pieza. El canto puede quedar transparente y aparentemente perfecto y las microfisuras hacerse visibles posteriormente, especialmente después del contacto con determinados productos químicos.
¿Por qué es más frecuente en metacrilato extruido?
Existen dos grandes tipos de plancha de PMMA:
Metacrilato extruido (XT)Metacrilato de colada (GS)
El metacrilato extruido se fabrica haciendo pasar el material a través de un proceso continuo de extrusión. Como consecuencia de este proceso pueden existir tensiones internas y propiedades diferentes según la dirección del material. Röhm incluye expresamente las tensiones internas del PLEXIGLAS XT, especialmente en determinados productos extruidos, entre las posibles fuentes de tensión que deben tenerse en cuenta durante su transformación.
El metacrilato de colada se obtiene mediante un proceso diferente y generalmente presenta un comportamiento más favorable cuando la pieza va a sufrir determinados procesos posteriores de transformación. Esto no significa que el metacrilato de colada sea inmune al crazing: también puede aparecer si introducimos suficientes tensiones en la pieza.
Por tanto, más que hablar de un problema exclusivo del extruido, es más correcto decir que el riesgo puede ser especialmente relevante en PMMA extruido y en piezas sometidas a determinados procesos térmicos o mecánicos.
El problema del pulido a llama
El pulido con soplete permite conseguir rápidamente un canto transparente y brillante.
Sin embargo, para conseguir ese acabado estamos aplicando una cantidad muy elevada de calor sobre una zona extremadamente pequeña de la pieza.
La superficie del metacrilato alcanza una temperatura elevada mientras el resto de la plancha permanece mucho más frío. Ese calentamiento localizado y su posterior enfriamiento pueden introducir importantes tensiones residuales en el canto.
De hecho, PLEXIGLAS advierte de que el pulido a llama genera elevadas tensiones superficiales y considera necesario el recocido posterior cuando existe riesgo de contacto con adhesivos, diluyentes de pintura o productos de limpieza.
Por eso un canto pulido a llama puede verse espectacular y, sin embargo, encontrarse en unas condiciones menos favorables frente al crazing que un canto correctamente mecanizado y pulido mediante procedimientos que generen menos tensión térmica.
¿Y qué ocurre con el corte láser?
Con el láser CO₂ ocurre algo parecido.
Una de las grandes ventajas de cortar metacrilato con láser es precisamente que el propio proceso térmico puede dejar un canto brillante y prácticamente pulido, eliminando operaciones posteriores.
El corte láser del PMMA es un proceso capaz de producir directamente cantos transparentes con apariencia de pulido a llama y señala particularmente este comportamiento en el acrílico extruido.
Pero seguimos trabajando mediante calentamiento localizado.
Por tanto, una pieza recién cortada puede presentar un aspecto excelente y conservar tensiones en las proximidades del corte.
Esto cobra especial importancia si posteriormente vamos a pegar, imprimir, pintar o limpiar la pieza con determinados productos químicos.
El crazing muchas veces necesita un desencadenante
Este punto es fundamental.
Una pieza puede permanecer aparentemente perfecta hasta entrar en contacto con determinadas sustancias.
Röhm explica que un PMMA sometido a tensión puede soportarla mientras no aparezca simultáneamente un medio agresivo. Entre los posibles desencadenantes menciona disolventes y diluyentes utilizados en pegado, impresión o pintura, vapores de monómeros, plastificantes, sellantes y determinados productos de limpieza.
Es entonces cuando aparecen las microfisuras.
Esto explica una situación bastante habitual en fabricación:
La pieza sale aparentemente perfecta del taller. Se aplica posteriormente un adhesivo, limpiador o producto químico y comienzan a aparecer pequeñas fisuras alrededor del canto.
No necesariamente ha sido el producto químico por sí solo ni únicamente el corte o pulido.
Puede ser la combinación de tensión residual + agente químico.
¿Cómo reducir el riesgo de crazing?
No existe una única solución porque depende del material, geometría, proceso y utilización posterior de la pieza.
La primera medida es elegir correctamente entre metacrilato extruido y metacrilato de colada en función del trabajo que se vaya a realizar.
También conviene controlar el calor introducido durante corte, mecanizado y pulido y evitar calentamientos excesivos o irregulares.
Cuando la aplicación lo exige, puede realizarse un recocido o annealing de la pieza. Este procedimiento consiste básicamente en calentar el PMMA de manera controlada y posteriormente enfriarlo lentamente para reducir las tensiones internas.
Röhm recomienda precisamente el recocido para aliviar las tensiones producidas durante la fabricación y disminuir el riesgo de crazing.
También es fundamental tener en cuenta qué adhesivos, pinturas y productos de limpieza van a entrar posteriormente en contacto con la pieza.
¿Significa esto que no debemos cortar o pulir metacrilato extruido con calor?
No.
El metacrilato extruido se corta perfectamente con láser y el pulido a llama es una técnica ampliamente utilizada. De hecho, una de las ventajas del PMMA XT en corte láser es precisamente la calidad del canto que puede conseguirse.
El problema aparece cuando elegimos el material o el proceso únicamente por el aspecto visual inmediato sin considerar qué va a ocurrir después con la pieza.
Una placa destinada simplemente a señalización puede tener unas exigencias completamente diferentes a una urna pegada, una pieza sometida a esfuerzos mecánicos o un componente que vaya a estar expuesto a determinados productos químicos.
Extrusión o colada: elegir pensando también en la transformación
La elección entre PMMA extruido y PMMA de colada no debería realizarse únicamente por precio, tolerancia de espesor o transparencia.
También hay que considerar:
cómo vamos a cortar la pieza, cómo vamos a pulirla, si posteriormente será pegada, si va a estar sometida a esfuerzos y con qué sustancias puede entrar en contacto.
En trabajos donde exista un riesgo elevado de tensiones, pegados delicados o exposición química, la elección del material y del proceso de fabricación puede ser determinante para evitar problemas posteriores.
Trabajamos con metacrilato extruido y de colada, realizando corte a medida, corte láser, mecanizado CNC, plegado, pegado y diferentes sistemas de acabado.
La elección del tipo de PMMA y del proceso de transformación depende de las necesidades de cada pieza y de su aplicación final.
Si tienes un proyecto en metacrilato y necesitas asesoramiento sobre material, corte o mecanizado, consúltanos.
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