Das Formpressen ist ein Formgebungsverfahren, bei dem die im Allgemeinen vorgewärmte Formmasse zunächst in einen offenen, beheizten Formhohlraum eingebracht wird. Die Form wird mit einem Oberkraft- oder Pfropfenelement geschlossen, und es wird Druck ausgeübt, um die Masse in Kontakt mit allen Formbereichen zu bringen, während Hitze und Druck aufrechterhalten werden, bis die Formmasse ausgehärtet ist. Bei dem Verfahren werden wärmehärtende Harze in einem teilweise ausgehärteten Stadium verwendet, entweder in Form von Granulat, kittartigen Massen oder Vorformlingen.
Das Formpressen ist ein großvolumiges Hochdruckverfahren, das sich zum Formen von komplexen, hochfesten Glasfaserverstärkungen eignet. Moderne thermoplastische Verbundwerkstoffe können auch mit unidirektionalen Bändern, Geweben, unregelmäßig orientierten Fasermatten oder geschnittenen Litzen formgepresst werden. Der Vorteil des Formpressens ist die Fähigkeit, große, ziemlich komplizierte Teile zu formen. Außerdem ist es eines der kostengünstigsten Formgebungsverfahren im Vergleich zu anderen Verfahren wie dem Spritzgießen und dem Spritzpressen; außerdem wird relativ wenig Material verschwendet, was bei der Arbeit mit teuren Verbindungen von Vorteil ist.
Das Formpressen führt jedoch oft zu einer schlechten Produktkonsistenz und zu Schwierigkeiten bei der Kontrolle des Übersprungs, und es ist für einige Arten von Teilen nicht geeignet. Im Vergleich zum Spritzgießen werden weniger Maschen erzeugt, und es ist ein geringerer Faserlängenabbau zu beobachten. Das Formpressen eignet sich auch für die Herstellung sehr großer Grundformen in Größen, die die Kapazitäten der Extrusionsverfahren übersteigen. Zu den Materialien, die typischerweise durch Formpressen hergestellt werden, gehören: Polyester-Glasfaser-Harzsysteme (SMC/BMC), Torlon, Vespel, Poly(p-phenylensulfid) (PPS) und viele PEEK-Typen.
Das Formpressen wird häufig von Produktentwicklern eingesetzt, die kostengünstige Gummi- und Silikonteile suchen. Zu den Herstellern von formgepressten Bauteilen in kleinen Stückzahlen gehören PrintForm, 3D, STYS und Aero MFG.
Das Formpressen wurde zunächst zur Herstellung von Verbundwerkstoffteilen für Metallersatzanwendungen entwickelt. Dieses Verfahren wird häufig bei der Herstellung von Automobilteilen wie Motorhauben, Kotflügeln, Hutzen und Spoilern sowie kleineren, komplizierteren Teilen eingesetzt. Das zu formende Material wird in den Formhohlraum eingelegt und die beheizten Platten werden durch einen hydraulischen Stempel geschlossen. Die Formmasse (BMC) oder Sheet Molding Compound (SMC) wird durch den ausgeübten Druck an die Form angepasst und erhitzt, bis die Aushärtungsreaktion eintritt. Das SMC-Material wird in der Regel so zugeschnitten, dass es der Oberfläche der Form entspricht. Die Form wird dann abgekühlt und das Teil entnommen.
Die Materialien können entweder in Form von Pellets oder Platten in die Form eingelegt werden, oder die Form kann von einem Plastifizierextruder geladen werden. Die Materialien werden über ihren Schmelzpunkt erhitzt, geformt und abgekühlt. Je gleichmäßiger das Material über die Oberfläche der Form verteilt ist, desto geringer ist die Fließorientierung während der Kompressionsphase.
Das Formpressen wird auch häufig zur Herstellung von Sandwichstrukturen verwendet, die ein Kernmaterial wie eine Wabe oder einen Polymerschaum enthalten.
Thermoplastische Matrizen sind in der Massenproduktion weit verbreitet. Ein wichtiges Beispiel sind Anwendungen in der Automobilindustrie, wo die führenden Technologien langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) und glasfaserverstärkte Thermoplaste (GMT) sind.
Beim Formpressen gibt es sechs wichtige Überlegungen, die ein Ingenieur berücksichtigen sollte:
- Bestimmen der richtigen Materialmenge.
- Bestimmen der minimalen Energiemenge, die zum Erwärmen des Materials erforderlich ist.
- Bestimmen der minimalen Zeit, die zum Erwärmen des Materials erforderlich ist.
- Bestimmen der geeigneten Erwärmungstechnik.
- Vorhersagen der erforderlichen Kraft, um sicherzustellen, dass der Schuss die richtige Form erreicht.
- Auslegen der Form für schnelles Abkühlen, nachdem das Material in die Form gepresst wurde.