Tanto el PET como el PETG son poliésteres termoplásticos, pero no son materiales intercambiables. El PET es una amplia familia de materiales que incluye productos para botellas, láminas, fibras y de ingeniería. En la industria del mecanizado, el PET-P o PETP suele referirse al PET semicristalino de grado técnico. El PETG, por su parte, es un copoliéster amorfo modificado conocido por su transparencia, resistencia y termoformabilidad.
Para el mecanizado CNC, el PET-P suele elegirse por su rigidez, resistencia al desgaste, resistencia a la fluencia y estabilidad dimensional, lo que lo hace adecuado para piezas estructurales de precisión, engranajes, casquillos y componentes de guía. El PETG se utiliza más habitualmente para cubiertas transparentes, ventanas de visualización, paneles y componentes protectores sometidos a cargas ligeras. Este artículo compara su estructura química, propiedades mecánicas, rendimiento físico y térmico, propiedades eléctricas, resistencia química, maquinabilidad CNC y criterios de selección de materiales.
¿Qué son el PET y el PETG?
El PET y el PETG pertenecen a la misma familia de poliésteres termoplásticos, pero sus estructuras y características principales difieren. El PET es la familia de materiales de base; PET-P es una denominación habitual para el PET semicristalino de grado técnico, y el PETG es una variante del PET modificada mediante copolímeros.
¿Qué es el PET?
PET son las siglas de Tereftalato de polietileno. Normalmente se produce mediante la policondensación del ácido tereftálico y el etilenglicol. En función de su cristalinidad, calidad y método de procesamiento, el PET puede utilizarse para fabricar botellas, láminas, fibras y componentes técnicos. Por ello, los distintos productos de PET pueden presentar diferencias significativas en cuanto a transparencia, rigidez, resistencia al calor y prestaciones mecánicas.
En este artículo, el término «PET» se refiere principalmente al PET de grado técnico, utilizado para láminas, varillas y componentes mecanizados con CNC, y no al PET convencional de grado botella o de grado película. El PET de grado técnico suele ofrecer una alta rigidez, una baja absorción de humedad y una buena estabilidad dimensional, lo que lo hace adecuado para piezas que requieren ajustes precisos o un rendimiento de soporte de carga a largo plazo.
¿Qué es el PET-P?
PET-P, que también se escribe como PETP, se refiere generalmente a una variante semicristalina de PET de uso técnico. No se trata de un polímero distinto, sino de un tipo de PET desarrollado para mejorar la resistencia mecánica, la estabilidad dimensional, la resistencia al desgaste y la maquinabilidad. Se comercializa habitualmente en forma de láminas, varillas y tubos.
El PET-P se utiliza con frecuencia para fabricar engranajes, casquillos, rodillos, componentes de guía, aislantes eléctricos y piezas estructurales de precisión. Por este motivo, las propiedades mecánicas y de mecanizado del PET que se analizan en este artículo se refieren principalmente al PET-P.
¿Qué es el PETG?
PETG son las siglas de Tereftalato de polietileno modificado con glicol. Se fabrica introduciendo comonómeros, como el CHDM, en el sistema polimérico del PET, lo que reduce la tendencia del material a cristalizarse y permite que se mantenga principalmente amorfo.
Esta estructura confiere al PETG una gran transparencia, buena resistencia y un amplio margen de procesamiento. Se utiliza habitualmente para fabricar protectores transparentes, ventanas de visualización, paneles y carcasas. El PETG también se puede fresar, taladrar, cortar y tornear con máquinas CNC, aunque su superficie relativamente blanda lo hace más sensible al calor generado durante el corte, a los arañazos y a la presión de sujeción.
PET frente a PETG: resumen
La siguiente tabla destaca los ocho factores más relevantes para el mecanizado CNC y la selección de materiales.
| Factor de comparación | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Rigidez | Alta; adecuada para piezas que soportan carga | Moderado; adecuado para piezas de uso ligero |
| Resistencia al impacto | Moderado | Más alto |
| Estabilidad dimensional | Bien; adecuado para tolerancias ajustadas | Moderado |
| Resistencia al desgaste | Bien | Limitado |
| Resistencia al calor | Más alto | Más bajo y más sensible al calor |
| Absorción de humedad | Bajo | Bajo |
| Mecanizado CNC | Ideal para torneado, fresado, taladrado y roscado | Se puede mecanizar, pero hay que controlar el calor generado durante el corte |
| Problemas habituales en el mecanizado | Rebabas y deformación de las paredes delgadas | Fusión, adherencia a las herramientas y arañazos en la superficie |
En general, el PET-P resulta más adecuado para componentes de precisión, resistentes al desgaste y sometidos a cargas, mientras que el PETG es más adecuado para piezas transparentes, resistentes a los impactos y sometidas a cargas ligeras.
Composición química y estructura molecular
El PET se produce mediante la policondensación del ácido tereftálico (PTA) y el etilenglicol (EG). Dependiendo de las condiciones de procesamiento, puede adoptar una estructura amorfa o semicristalina. El PET-P utilizado para el mecanizado CNC suele ser semicristalino, lo que le confiere mayor rigidez, resistencia al desgaste y estabilidad dimensional.
El PETG es un copoliéster modificado que se obtiene introduciendo comonómeros, como el CHDM, en la cadena polimérica del PET. Esta modificación inhibe la cristalización, lo que permite que el PETG se mantenga en su mayor parte amorfo. Como resultado, el PETG ofrece una mayor transparencia y tenacidad, pero su rigidez, resistencia al calor y estabilidad dimensional a largo plazo son, en general, inferiores a las del PET-P.
Propiedades mecánicas
Los valores que figuran a continuación comparan materiales representativos de PET-P y PETG de grado técnico. Los valores reales pueden variar en función del grado, el espesor, la temperatura y el método de ensayo.
| Propiedad mecánica | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Límite elástico de tracción | Aprox. 83 MPa | Aprox. 50 MPa |
| Módulo de elasticidad | Aprox. 3,17 GPa | Aprox. 2,03 GPa |
| Resistencia a la flexión | Aprox. 117 MPa | Aprox. 68 MPa |
| Módulo de flexión | Aprox. 3,31 GPa | Aprox. 2,06 GPa |
| Alargamiento a la rotura | Aprox. 30% | Aprox. 180% |
| Resistencia al impacto Izod con muesca | Aprox. 27 J/m | Aprox. 105 J/m |
| Dureza Rockwell | Aprox. 125 rands | Aprox. 108 rands |
Resistencia a la tracción y rigidez
El PET-P suele presentar una resistencia a la tracción y un módulo de elasticidad más elevados que el PETG, lo que hace que sea menos propenso a doblarse o deformarse bajo carga. Por lo tanto, resulta más adecuado para componentes de soporte, bloques de montaje, piezas de ajuste de precisión y componentes sometidos a cargas mecánicas continuas.
El PETG tiene menor rigidez, pero mayor ductilidad, lo que lo hace más adecuado para carcasas transparentes, cubiertas protectoras y piezas estructurales que no tienen que soportar cargas pesadas.
Comportamiento a la flexión
El PET-P tiene una resistencia a la flexión de aproximadamente 117 MPa y un módulo de flexión de unos 3,31 GPa, lo que le confiere una mayor resistencia a la flexión. Esto lo hace adecuado para componentes largos, placas de soporte delgadas y piezas mecanizadas que deben mantener su planitud.
El PETG tiene un módulo de flexión más bajo y es más propenso a deformarse bajo cargas continuas o a temperaturas elevadas, por lo que resulta más adecuado para aplicaciones de uso ligero.
Resistencia al impacto y tenacidad
El PETG suele presentar una elongación a la rotura y una resistencia al impacto con muesca mucho mayores que el PET-P. Es capaz de absorber una mayor deformación antes de romperse, lo que lo hace adecuado para protectores y carcasas transparentes que puedan estar expuestos a impactos, caídas o vibraciones.
El PET-P destaca por su rigidez y estabilidad dimensional, más que por su alta resistencia al impacto. Por lo tanto, las paredes delgadas, las esquinas afiladas y las muescas deben diseñarse con cuidado para reducir la concentración de tensiones.
Dureza, desgaste y fluencia
El PET-P suele presentar una dureza superficial mayor que el PETG, lo que le confiere una mayor resistencia a la indentación y al desgaste. Se suele utilizar para engranajes, casquillos, rodillos y componentes de guía.
El PET-P también ofrece una mayor resistencia a la fluencia, lo que le permite mantener sus dimensiones de forma más eficaz bajo una carga continua. El PETG tiende a deformarse gradualmente bajo tensiones prolongadas o a temperaturas elevadas.
Propiedades físicas y térmicas
Los siguientes valores son representativos de las láminas de PET-P y PETG de grado técnico. Los valores exactos deben confirmarse consultando la ficha técnica del proveedor.
| Propiedad | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Densidad | Aprox. 1,41 g/cm³ | Aprox. 1,27 g/cm³ |
| Absorción de agua en 24 horas | Aprox. 0,071 TP3T | Aprox. 0,201 TP3T |
| Temperatura de deformación térmica a 1,8 MPa | Aprox. 116 °C | Aprox. 68 °C |
| Coeficiente de expansión térmica lineal | Aprox. 5,9 × 10⁻⁵/°C | Aprox. 7,0 × 10⁻⁵/°C |
| Temperatura de servicio de referencia | Hasta unos 110 °C | Normalmente, entre aproximadamente −40 y 60 °C |
Densidad y absorción de humedad
El PET-P es ligeramente más denso que el PETG, aunque ambos materiales presentan una absorción de humedad relativamente baja. La menor absorción de agua y la mayor rigidez del PET-P le permiten mantener la precisión dimensional en condiciones de humedad variables.
El PETG también absorbe mucha menos humedad que materiales como el nailon, pero, por lo general, ofrece menos estabilidad dimensional que el PET-P en aplicaciones que requieren tolerancias estrictas o que están sometidas a cargas a largo plazo.
Transparencia y apariencia
El PET-P de grado técnico se suministra habitualmente en colores natural, blanco, gris o negro. Se elige principalmente por sus prestaciones mecánicas, su resistencia al desgaste y su estabilidad dimensional, más que por su transparencia.
El PETG suele ofrecer una gran transparencia y brillo superficial, lo que lo hace adecuado para ventanas de visualización, componentes de exposición, carcasas transparentes y protecciones para máquinas. Sin embargo, su superficie es más susceptible a los arañazos.
Resistencia al calor
En condiciones de carga equivalentes, el PET-P suele presentar una temperatura de deflexión térmica mucho más alta que el PETG. Por lo tanto, es más capaz de mantener la rigidez y la precisión dimensional a temperaturas elevadas.
El PETG es más sensible al calor. Durante el mecanizado CNC, una velocidad excesiva del husillo, un avance insuficiente o una evacuación deficiente de las virutas pueden provocar ablandamiento, adherencia de la herramienta y bordes fundidos.
Expansión térmica y estabilidad dimensional
El PET-P suele tener un coeficiente de expansión térmica lineal inferior al del PETG, lo que se traduce en menores variaciones dimensionales ante los cambios de temperatura. Esto lo hace más adecuado para piezas que requieren tolerancias estrictas, ajustes de precisión y estabilidad dimensional a largo plazo.
El PETG resulta más adecuado cuando la transparencia, la resistencia o el aspecto son más importantes que un control dimensional estricto.
Propiedades eléctricas
Los siguientes valores son representativos de los grados de PET-P y PETG sin reforzar. La frecuencia de los ensayos, el espesor y el método de ensayo pueden influir en los resultados.
| Propiedades eléctricas | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Constante dieléctrica | Aprox. 3,4 | Aprox. 2,4 |
| Rigidez dieléctrica | Aprox. 20 kV/mm | Aprox. 16,1 kV/mm |
| Resistividad volumétrica | Aprox. 10¹⁸ Ω·cm | Aprox. 10¹⁵ Ω·cm |
| Resistividad superficial | Aprox. 10¹⁶ Ω | Aprox. 10¹⁶ Ω/□ |
Tanto el PET-P como el PETG presentan una alta resistividad eléctrica y pueden utilizarse como materiales de aislamiento eléctrico de uso general. El PET-P, gracias a su mayor estabilidad dimensional, es adecuado para bloques aislantes, soportes y componentes eléctricos de precisión. El PETG resulta más adecuado para cubiertas eléctricas transparentes y paneles protectores.
El PET-P y el PETG estándar no son de por sí antiestáticos ni conductores de la electricidad. En las aplicaciones que requieran el control de la electricidad estática, se deben utilizar grados que contengan aditivos antiestáticos o cargas conductoras.
Resistencia química
El PET-P y el PETG no se oxidan como los metales, pero la exposición a sustancias químicas incompatibles puede provocar hinchazón, ablandamiento, agrietamiento, pérdida de transparencia o una disminución de la resistencia mecánica.
| Medio químico | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Ácidos diluidos | Bien | Bien |
| Aceites y lubricantes | Bien | Bien |
| Detergentes y soluciones jabonosas | Bien | Bien |
| Alcoholes | Normalmente aceptable | Normalmente aceptable |
| Álcalis fuertes | Deficiente; puede producirse hidrólisis | Limitado; pueden producirse hinchazones o grietas |
| Acetona, tolueno y disolventes similares | No se recomienda su uso prolongado | Puede provocar opacidad, ablandamiento o hinchazón |
| Agua caliente y vapor | Resistencia limitada | Resistencia limitada |
| Ácidos concentrados | Utilizar con precaución | Puede provocar daños graves |
El PET-P y el PETG suelen ser resistentes a muchos aceites, ácidos débiles y detergentes comunes. Sin embargo, hay que tener cuidado con los álcalis fuertes, las cetonas, los disolventes aromáticos y los entornos de hidrólisis a altas temperaturas. Las piezas de PETG transparentes también pueden volverse opacas, desarrollar grietas por tensión o perder el brillo superficial tras la exposición a productos químicos incompatibles.
La resistencia química real depende de la concentración, la temperatura, el tiempo de exposición, la tensión residual y el tipo de material. Los componentes utilizados en equipos químicos, sistemas de limpieza o aplicaciones de inmersión a largo plazo deben evaluarse utilizando los datos de compatibilidad facilitados por el proveedor y mediante ensayos con los medios reales.
PET frente a PETG para el mecanizado CNC
Tanto el PET-P como el PETG pueden mecanizarse con CNC, pero difieren en cuanto a la estabilidad de corte, la sensibilidad al calor y el control dimensional.
Mecanizado CNC de PET / PET-P
- Rendimiento de corte: El PET-P presenta una elevada rigidez y ofrece un buen soporte durante el corte, lo que lo hace adecuado para el fresado, el torneado, el taladrado y el mecanizado de contornos de precisión.
- Precisión dimensional: Su baja expansión térmica y su baja absorción de humedad contribuyen a mantener la posición de los orificios, la planitud y las dimensiones de ajuste.
- Acabado superficial: Unas herramientas afiladas y unas velocidades de avance adecuadas permiten obtener una superficie mecanizada estable y limpia.
- Taladrado y roscado: El PET-P es muy adecuado para el taladrado, el escariado, el roscado con macho y el torneado de roscas, ya que presenta paredes de orificio y perfiles de rosca relativamente estables.
- Riesgo de deformación: Las piezas de pared delgada o los componentes a los que se les ha retirado una gran cantidad de material pueden deformarse al liberarse las tensiones internas.
- Piezas habituales: Engranajes, casquillos, rodillos, guías, aislantes y componentes estructurales de precisión.
Mecanizado CNC de PETG
- Rendimiento de corte: El PETG se puede fresar, taladrar, cortar y tornear, pero es más blando y más sensible al calor generado por la fricción.
- Precisión dimensional: La temperatura de corte y la presión de sujeción pueden influir en mayor medida en las dimensiones finales.
- Acabado superficial: Las superficies transparentes son propensas a sufrir arañazos, marcas de abrazaderas, marcas de herramientas y blanqueamiento localizado.
- Taladrado y roscado: Las virutas deben retirarse con frecuencia durante el taladrado para evitar la acumulación de calor. Las roscas son más adecuadas para fijaciones de baja resistencia.
- Riesgo de deformación: Las láminas finas y las piezas transparentes pueden deformarse si se aplica una fuerza de sujeción excesiva.
- Piezas habituales: Ventanas de visualización, protecciones para máquinas, paneles transparentes, carcasas para instrumentos y componentes de visualización.
Consejos para el mecanizado CNC de PET y PETG
Consejos para el mecanizado de PET y PET-P
- Utiliza herramientas de carburo bien afiladas: Los filos afilados reducen la fuerza de corte, la generación de calor y la formación de rebabas.
- Mantén una velocidad de avance constante: Una velocidad de avance demasiado baja aumenta la fricción, mientras que una velocidad excesiva puede dañar los bordes.
- Retira el material por etapas: Evita los cortes profundos al mecanizar piezas de pared delgada o de alta precisión.
- Retira las virutas lo antes posible: La acumulación de virutas en los orificios profundos y las ranuras puede provocar un calentamiento localizado y daños en la superficie.
- Control de la fuerza de sujeción: Las chapas finas, las piezas delgadas y los componentes de precisión no deben sujetarse con demasiada fuerza.
- Deja un margen de costura: Deja que la pieza se estabilice tras el mecanizado en bruto antes de proceder al acabado final.
Consejos para el mecanizado del PETG
- Utiliza herramientas afiladas y pulidas: Esto reduce la tracción del material, la adherencia de la herramienta y los bordes fundidos.
- Mantén una cantidad suficiente de pienso: Evita que la herramienta de corte roce repetidamente en la misma zona.
- Control de la velocidad del husillo: Una velocidad excesiva, unida a una alimentación insuficiente, puede ablandar el material.
- Utiliza aire comprimido: El aire comprimido mejora la refrigeración y la evacuación de virutas sin necesidad de añadir una cantidad excesiva de líquido refrigerante.
- Protege las superficies transparentes: Deja puesta la película protectora o utiliza almohadillas blandas para evitar arañazos y marcas de las abrazaderas.
- Utiliza la técnica de taladrado por picoteo: Retira periódicamente la broca para eliminar las virutas y reducir la acumulación de calor.
- Reducir la presión de sujeción: Las láminas finas y las cubiertas transparentes deben sujetarse con una sujeción uniforme y de baja presión.
PET o PETG: ¿cuál deberías elegir?
Elige PET / PET-P cuando necesites
- Mayor rigidez
- Tolerancias dimensionales muy estrictas
- Mayor resistencia al desgaste
- Comportamiento a largo plazo en cuanto a la capacidad de carga
- Temperaturas de funcionamiento más elevadas
- Fresado, torneado, taladrado o roscado de precisión
- Engranajes, casquillos, rodillos y componentes de guía
Elige PETG cuando necesites
- Alta transparencia
- Mayor resistencia a los impactos
- Protectores transparentes para máquinas o ventanas de visualización
- Buen aspecto de la superficie
- Conformado térmico secundario o termoformado
- Piezas estructurales transparentes para aplicaciones ligeras
- Componentes con requisitos de tolerancia moderados
El PETG no debe sustituir al PET-P únicamente por su mayor resistencia al impacto, y el PET-P no es adecuado para aplicaciones que requieran una alta transparencia. La selección definitiva del material debe tener en cuenta la carga mecánica, la temperatura de funcionamiento, las tolerancias dimensionales, las condiciones de fricción, la exposición a sustancias químicas y los requisitos estéticos.
Conclusión
Aunque el PET-P y el PETG pertenecen a la misma familia de poliésteres, se utilizan para fines de ingeniería distintos. El PET-P es más adecuado para piezas mecánicas de precisión que requieren rigidez, resistencia al desgaste, resistencia a la fluencia y estabilidad dimensional. El PETG es más adecuado para componentes transparentes, resistentes a los impactos y sometidos a cargas ligeras, como protecciones, paneles y ventanas de visualización.
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