Was ist Compression Moulding?

Übersicht über das Verfahren

Das Formpressen ist ein präzises und potenziell schnelles Verfahren zur Herstellung hochwertiger Verbundwerkstoffteile in einer Vielzahl von Mengen.

Dies ist eine Einführung in das Formpressen – einen ausführlicheren Artikel finden Sie unter Compression Moulding: How to make High-performance Thermoplastic Composites.

Dabei wird in der Regel ein abgestimmtes Metallwerkzeug in einer beheizten (normalerweise hydraulischen) Presse verwendet, um Plattenmaterialien oder Formmassen bei relativ hohem Druck zu verfestigen. Beispiele für Verbundwerkstoffe, die üblicherweise durch Formpressen verarbeitet werden, sind duroplastische Prepregs, faserverstärkte thermoplastische „Organobleche“, Formmassen wie Sheet Moulding Compound (SMC) und geschnittene thermoplastische Bänder. Sie wird auch häufig zur Herstellung von Sandwich-Strukturen verwendet, die ein Kernmaterial wie eine Wabe oder einen Polymerschaum enthalten, obwohl darauf geachtet werden muss, dass kein übermäßiger Druck angewendet wird, der den Kern zerdrücken könnte.

Das zu formende Material wird in das offene Werkzeug 1 eingelegt. Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Verbundwerkstoffen wird das Material häufig auf die erforderliche Temperatur vorgewärmt. Duroplastische Materialien werden normalerweise kalt eingelegt, obwohl das Werkzeug selbst vorgeheizt werden kann. Nachdem das Material im Werkzeug positioniert wurde, wird die Presse geschlossen 2 und das Material kann aushärten (wenn es sich um einen Duroplast handelt) oder sich verfestigen (wenn es sich um einen Thermoplast handelt) 3. Dann kann das Werkzeug geöffnet und das Teil entnommen werden 4.

Die begrenzenden Faktoren für die Geschwindigkeit des Prozesses sind die Länge des Aushärtungszyklus (bei duroplastischen Verbundwerkstoffen) und die Verwendung von Temperaturzyklen (d. h.d. h. das Aufheizen und Abkühlen der Presse). Der Prozess ist am schnellsten, wenn die Presse mit einer konstant hohen Temperatur betrieben wird und das Material heiß eingelegt und entnommen wird.

Verfahrensvorteile

• Durch die Verwendung hochwertiger, aufeinander abgestimmter Metallwerkzeuge können Teile mit ausgezeichneter Oberflächenqualität hergestellt werden.
• Hohe Verfestigungsdrücke ermöglichen hohe Faservolumenanteile und damit eine gute Teileleistung.
• Das Verfahren kann sehr schnell sein, wenn es bei konstanter Temperatur abläuft.

Einschränkungen des Verfahrens

• Bei allen anderen als flachen Formteilen stellen die angepassten Metallwerkzeuge wahrscheinlich einen erheblichen Kostenfaktor dar.
• Das Verfahren ist in der Regel auf Teile mit konstanter Wandstärke beschränkt.
• Das angepasste Metallwerkzeug bedeutet, dass es nicht möglich ist, bestimmte geometrische Merkmale wie Hinterschneidungen ohne spezielle Modifikationen zu erreichen.
• Die Kapazität und die Abmessungen der Presse bestimmen die Obergrenzen für die Größe des Teils, das geformt werden kann.
• Im Gegensatz zur Vakuumkonsolidierung wird der Druck einer Presse nur in eine Richtung ausgeübt. Das bedeutet, dass die Verfestigung über ein Formteil hinweg unterschiedlich sein kann. Oberflächen senkrecht zur Schließrichtung der Presse können einen höheren Verfestigungsgrad aufweisen als Oberflächen parallel zur Schließrichtung.

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Über den Autor

Joe Carruthers

Joe ist der Geschäftsführer von Coventive Composites.

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