Composite 2023 :如何于Studio編輯RTM纖維布排向 (Composite 2023 : How to Set RTM Ply Layout in Studio)

?目前產(chǎn)業(yè)實(shí)務(wù)上的挑戰(zhàn)

樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型(RTM)是目前最具前瞻性的新興技術(shù)，其被廣泛運(yùn)用于制造3C、汽車(chē)、造船、航天和風(fēng)力發(fā)電等產(chǎn)品。RTM產(chǎn)業(yè)中仍面臨一些挑戰(zhàn)，例如：由于產(chǎn)品中纖維布鋪排對(duì)模流行為影響極巨，不正確的纖維排向，將導(dǎo)致樹(shù)脂流動(dòng)行為不容易被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。因此如何精確的設(shè)定纖維排向，對(duì)RTM模流結(jié)果相當(dāng)重要。

?如何用模流軟件/Moldex3D技術(shù)服務(wù)解決問(wèn)題

Moldex3D最新發(fā)布的Studio 2023版本中，可依照使用者需求，而有三種方法來(lái)進(jìn)行RTM纖維排向之微調(diào)，以利得到更準(zhǔn)確的流動(dòng)分析結(jié)果。這三個(gè)方法分別為: (1) 手動(dòng)自定義(Manual): 以R1/R2設(shè)定排向、(2) 匯入ls檔及(3) 匯入inp檔 (CSS8格式)。使用者除了可手動(dòng)進(jìn)行纖維排向調(diào)整外，還可以利用從Dyna及Abaqus所得到的纖維排向信息(分別為.ls及.inp (CSS8))，匯入既有的網(wǎng)格中來(lái)得到更精確的纖維排向，使用流程概述如下。

?在Moldex3D Studio中的操作步驟

-開(kāi)始: 準(zhǔn)備一RTM模擬的項(xiàng)目

首先于Studio中創(chuàng)建一新組別，將成型制程設(shè)為樹(shù)脂轉(zhuǎn)注成型并準(zhǔn)備好RTM的模型。在有RTM 的MFE后，由迭層排向 (Ply Orientation)欄之邊界條件下拉選單設(shè)定排向(Set Ply Orientation)，開(kāi)啟設(shè)定頁(yè)面后，可于Setting by選單選擇上述三種方式進(jìn)行設(shè)定。

-方法1: 自定義 (Manual) – 以R1/R2設(shè)定排向

使用手動(dòng)自定義功能來(lái)設(shè)定纖維排向，可依使用者對(duì)排向的認(rèn)知來(lái)自定義基準(zhǔn)面及纖維排列角度等參數(shù)。設(shè)定方法如下：

A.Setting by選單選擇Manual

B.目標(biāo)(Target)：選擇要設(shè)定排向的Ply

C.底板(Board)：選擇Ply上的面

D.按Next進(jìn)入下一步

E.投影平面(Project Plane)：會(huì)有默認(rèn)值，可再自行修改投影平面的法向量

F.基準(zhǔn)向量(Base Vector)：輸入平面上代表0度的向量(顯示為紅色箭頭)

G.給定R1/R2相對(duì)于Base Vector的角度

H.按下OK完成排向設(shè)定

-方法2: 匯入ls檔

此方法乃適用于使用者自LS DYNA取得纖維布于模穴內(nèi)鋪排信息(.ls file)后，利用本功能導(dǎo)入到Moldex3D后，再進(jìn)行微調(diào)。設(shè)定方法如下：

A.Setting by選單選擇 Import Draping File (*.ls)

B.目標(biāo)(Target)：選擇要設(shè)定排向的Ply

C.底板(Board)：選擇Ply上的面

D.按Next進(jìn)入下一步

E.Draping File 選擇對(duì)應(yīng)的ls檔案

F.按下 View/Edit 按鈕進(jìn)行對(duì)位(Mapping)

G.Ls 檔案會(huì)以無(wú)屬性對(duì)象顯示，提供三種方式進(jìn)行項(xiàng)目模型與ls檔案的對(duì)位

I.Original：使用ls檔案原始位置

II.Auto Move： 自動(dòng)移至較佳的位置

III.3-points mapping： 項(xiàng)目模型與ls檔案各選三點(diǎn)進(jìn)行對(duì)位

H.Mapping 完成后，按下 OK ，即可完成排向設(shè)定

-方法3: 匯入inp檔 (CSS8格式)

此方法乃適用于使用者自 Abaqus 取得纖維布鋪排信息 *.inp file (需為CSS8格式)后，利用本功能導(dǎo)入到 Moldex3D 后，再進(jìn)行微調(diào)。設(shè)定方法如下：

A.Setting by 選單選擇 Import Draping File (*.inp)

B.目標(biāo)(Target)：選擇要設(shè)定排向的Ply，需將inp檔案對(duì)應(yīng)的所有 Ply 一起選取

C.按 Next 進(jìn)入下一步

D.Draping File選擇對(duì)應(yīng)的 inp 檔案 (inp檔需為CSS8格式)

E.按下 View/Edit 按鈕進(jìn)行對(duì)位 (Mapping)

F.inp 檔案同樣會(huì)以無(wú)屬性對(duì)象顯示，提供三種方式進(jìn)行項(xiàng)目模型與inp檔案的對(duì)位

I.Original：使用ls檔案原始位置

II.Auto Move ：自動(dòng)移至較佳的位置

III.3-points mapping ：項(xiàng)目模型與ls檔案各選三點(diǎn)進(jìn)行對(duì)位

G.Mapping 完成后，按下 OK ，完成排向設(shè)定

-完成RTM 模擬: 進(jìn)行分析與結(jié)果解讀

完成材料選擇、RTM成型條件等分析設(shè)定后，組別即可送交進(jìn)行計(jì)算，如下圖為方法二分析后的充填階段之流動(dòng)波前時(shí)間結(jié)果。再者，迭層與纖維排向的設(shè)定會(huì)影響樹(shù)脂轉(zhuǎn)注時(shí)的流動(dòng)行為或其他產(chǎn)品質(zhì)量。

?總結(jié)

Moldex3D Studio 2023版提供RTM制程使用者可利用手動(dòng)自定義、輸入.ls、輸入.inp三種方法，依照需求來(lái)設(shè)定纖維排向。欲精準(zhǔn)預(yù)測(cè)RTM制程之樹(shù)脂流動(dòng)行為，精確的纖維排向非常重要，因此善用此新增功能，對(duì)RTM模流結(jié)果將有相當(dāng)幫助。