科盛科技技术支持处 工程师 赖民阡
纤维增强塑料常用于提高机械强度;为了避免纤维在射出成型过程中断裂问题,一般多采用压缩成型,即将纤维混合到预填料中,再将预填料放入预热的模穴中直到固化,以保持长纤维的良好物理性能。然而在压缩的过程中,压缩行为会改变纤维排向,进而影响流动行为、产品强度和翘曲行为。为有效掌握纤维配向的影响,Moldex3D的压缩成型模块支持设定纤维配向功能,可预测压缩成型后纤维配向的变化。下面介绍如何在Moldex3D设置纤维配向及结果检视。
功能介绍
当选择含有纤维的材料时,可以在软件中设置三种纤维配向:空间随机配向,平面随机配向和单方向配向。空间随机配向表示纤维在预填料中没有方向可循,纤维配向不会显示在模型树中;平面随机配向则是纤维在预填料中随机排列在指定的参考平面上,纤维配向可以在模型树中显示,纤维方向将以双十字图标显示;单方向配向是纤维在预填料中,并且可以在指定的参考平面上设置纤维配向,纤维配向可以在模型树中显示,且会以已指定方向显示。
使用限制:
- 成型类型须选择压缩成型。
- 仅支持实体网格设置纤维方向。
- 材料应含有纤维。
操作步骤
1. 建立项目
在Studio预备好一个压缩成型(CM)项目,包含了网格、材料与加工条件设定,操作流程与一般的CM项目相同。
2. 材料设置
成型类型选择「压缩成型」,并完成实体网格建置后,材料树将会显示纤维配向字段。选择含纤维材料,「纤维配向」列将显示「未指定」,可以继续从「纤维配向」下拉菜单中设置纤维配向。
注:若选择非含纤材料,「纤维配向」列将显示「无纤维」,且无法设置纤维配向。
3. 纤维配向设置
从纤维配向下拉菜单中打开纤维配向窗口,有三种类型的纤维配向可以设置,包括空间随机配向、平面随机配向及单方向配向。
A. 空间随机配向
- 从纤维方向下拉菜单中选择空间随机配向。
- 双击确定完成设置,因为没有特定方向,不会显示纤维方向。
B. 平面随机配向
- 从纤维方向下拉菜单中选择平面随机配向。
- 双击 按钮以选择要设置纤维方向的平面。
- 双击确定完成设置,纤维方向将显示为双十字形。
C. 单方向配向
- 从纤维方向下拉菜单中选择单方向配向。
- 点击 并选择参考平面以设定纤维方向。在显示当前设置的方向向量的模型上,以灰色显示参考平面(红色箭头)。
- 纤维方向设定部分,直接输入纤维方向向量,再点两下 按钮,并选择两个网格点作为纤维方向向量。
- 按下 「预览」 按钮以显示纤维方向。
- 按下「确定」按钮完成设置。
4. 结果解释
分析完成后,可在充填分析中找到纤维配向的结果项目,并可透过切换多个时间步长来观察纤维在压缩过程中的变化;或者也可使用「影片」功能输出动态纤维变化动画。