Muchos metales se han podido sustituir por plásticos para la construcción ligera en ámbitos como la movilidad eléctrica y el desarrollo de aviones que consuman menos combustible. Materiales compuestos o incluso composites, como el CFRP o el GFRP, destacan por su elevada estabilidad mecánica y, al mismo tiempo, por su reducido peso específico. El mecanizado con arranque de viruta de estos materiales supone un especial desafío debido a la combinación de distintas propiedades mecánicas necesarias para la aplicación. Esto es aplicable también al mecanizado de los componentes cerámicos, por ejemplo, de dióxido de zirconio, que se usan en la fabricación de prótesis dentales.
Algunos materiales no metálicos que presentan altas prestaciones:
- Kevlar: esta denominación es en realidad el nombre de una marca de DuPont y designa a la aramida (poliamida aromática), de la que se hilan fibras. Su ventaja reside en la elevada tenacidad de los hilos compactos y su gran resistencia al impacto. Además, el material es también bastante ligero y amortigua bien las vibraciones, por lo que es adecuado para piezas sometidas a impactos y choques. Al mecanizar el KFRP existe el riesgo de delaminación, que consiste en un deshilachado de los bordes cortados, y, por tanto, de que se dañe la pieza. Las fibras a su vez dañan las herramientas de corte por abrasión si no están diseñadas específicamente para ello.
- CFRP: las propiedades de los distintos materiales CFRP se pueden ver influidas por la orientación y el tipo de las fibras de carbono. Con una densidad de aprox. el 20 % en comparación con el acero, se pueden lograr resistencias comparables con un ahorro de peso del 80 %. Las fibras están integradas en una resina termoendurecible o, cada vez más, en una resina termoplástica. El CFRP es también muy resistente a la fatiga. Este material se usa para soportes y piezas de carrocería en la industria del automóvil y en la industria aeronáutica, así como para camas de estructura ligera para el sector de la tecnología médica. Durante la mecanización con arranque de viruta deben tenerse en cuenta también la delaminación y la fuerte abrasión.
- GFRP: en este material compuesto, las fibras de vidrio están integradas en el plástico. El GFRP es relativamente estable y más económico que el CFRP. La mecanización con arranque de viruta comporta de nuevo el riesgo de delaminación y, debido a la gran dureza de las fibras de vidrio, del desgaste abrasivo de la herramienta de corte.
- Dióxido de circonio: en algunos ámbitos de la odontología el dióxido de zirconio se emplea ampliamente, por ejemplo, para fabricar implantes, coronas, postes radiculares o prótesis telescópicas. En cuanto al mecanizado del material, su gran dureza supone de nuevo un desafío para el arranque de virutas.
El proceso de mecanización de los materiales no metálicos plantea también retos muy especiales. En el caso de los plásticos reforzados con fibras es fácil que sufran delaminación, sobre todo al insertar y extraer la herramienta; tal delaminación adoptará la forma de deshilachados y astillados. Los materiales duros, como el dióxido de zirconio, desgastan las herramientas. No obstante, con las herramientas de corte de alta calidad de ZCC-CT conseguirá fresar, tornear o taladrar también este material superando los especiales retos que el mismo plantea.
