如何预测压缩成型的纤维排向变化

in 产品技巧 on 11 月 04, 2022
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

  1. 从纤维方向下拉菜单中选择空间随机配向。
  2. 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

  1. 从纤维方向下拉菜单中选择平面随机配向。
  2. 双击 按钮以选择要设置纤维方向的平面。
  3. 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

  1. 从纤维方向下拉菜单中选择单方向配向。
  2. 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)。
  3. 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。
  4. 按下 「预览」 按钮以显示纤维方向。
  5. 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。


起始纤维配向 – 平面随机配向

充填阶段之不同时间步阶的纤维配向

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