Superplastisk formning är en specialiserad metallbearbetningsprocess som gör att plåtar av metallegeringar som aluminium kan sträckas till längder över tio gånger större än konventionella legeringar utan att försämra metallens materialegenskaper. Processen möjliggör tillverkning av komplexa metalldelar, vilket eliminerar behovet av bultar och fästelement för att fästa enskilda metalldelar tillsammans till en större enhet. Metallformning av denna typ används oftast inom flygindustrin, men har även tillämpningar för prestandasportutrustning, såväl som inom energi-, försvars- och medicinska sektorer.
Vetenskapen om metallbearbetning som används vid superplastisk formning är uppdelad i tre deformationsförhållanden: mikrokorn, transformation och inre spänningssuperplasticitet. Den viktigaste metoden för metaller involverar mikrokorns superplasticitet, där kristallina kornstrukturer är 10 mikron i storlek eller mindre. Metallens temperatur måste också vara ungefär hälften av smältpunkten för den metallegering som bildas och töjningshastigheterna varierar mellan 0.001 och 0.0001. Dessa förhållanden begränsar de typer av legeringar som kommer att uppvisa superplasticitet till ett litet antal.
Industriella processer för formning av superplastisk plåt inkluderar vakuum- och termoformning, djupdragning och diffusionsbindning. Vakuumformning använder variation i gastryck för att forma metall till en form, medan termoformning använder etablerade processer som är traditionella för tillverkning av termoplaster. Båda metoderna är variationer på gasformning av het metall och har fördelen av att endast kräva en enda formoperation för att skapa delen.
Djupdragning är en konventionell metod som används vid metallformning som kan anpassas till superplastisk formning. Det kräver töjningshärdning för att uppnå superplasticitet. Förtunning och bristning av metalldelen är dock möjliga i processen, så det är vanligtvis inte ett föredraget val.
Diffusionsbindning var från början inte en plåtformningsprocess utan har anpassats till dess användning. Aluminium-magnesiumlegeringar används vanligtvis med metoden och kan ha en töjning i den superplastiska processen på upp till 600 %, men överstiger vanligtvis inte 300 %. Delar som skapas genom superplastisk formning och diffusionsbindning används i både bil- och flygtillämpningar som inte är strukturella, och de är inte lika dyra som höghållfasta legeringar.
Det finns flera fördelar som plåtdelar som har genomgått superplastisk formning har. Eftersom deras former kan vara mer utarbetade och större på grund av den ökade förmågan att sträcka metallen, minskar de både vikten och kostnaderna för flygplan och fordon samt metalldelar i andra industrier. Monteringstiden och komplexiteten minskar också eftersom färre delar behöver fästas ihop. Spänningar mellan flera metalldelar när de åldras och reagerar på temperaturförändringar minimeras också.
Branschen som helhet bidrar till ett brett utbud av forskning och nya produkter inom området. Den ökade mångsidigheten hos metallplåtsformer möjliggör innovation inom ny strömlinjeformning och design i en mängd industri- och konsumentprodukter. Superplastisk formning är också nyckeln till innovation inom aerodynamisk och marin effektivisering.