材料擠出成型
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
材料擠出成型的視頻教程
Abaqus復合材料固化成型分析
abaqus中復合材料固化成型操作，對比了CHILE、PATH DEPEDENT和VISCOELASTIC三種本構在預測固化變形時的差異 參考帖子Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真 － 技術鄰 (jishulink.com) 建模視頻忘記錄音了，有時間補上
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POlYFLOW基礎及其在塑料加工中的應用
polyflow是采用有限元法計算流體力學的仿真軟件，具有強大的解決非牛頓、非線性問題的能力，專用于粘彈性材料流動模擬。主要適用于高分子材料的擠出成型、吹塑成型、擠出中的流動和化學反應問題。 本課程主要包括一些常見聚合物加工過程，例如擠出、吹塑和混合等等。 ? 建議觀看者把播放器音量調到盡可能大
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材料擠出成型的實例教程
據悉，德國創業公司AIM3D由羅斯托克大學的幾名研究人員成立， 打算用其創新性的CEM（復合材料擠出成型）技術來革新3D打印機市場。該公司正在開發一款名為ExAM255的3D打印機，它受到注塑成型工藝的啟發，可以處理金屬和塑料。
CEM是一種新穎的3D打印工藝，它使用金屬顆粒而不是金屬粉末來逐層構建復雜的模型。也就是說，這種工藝不涉及使用激光來燒結金屬粉末，而是使用一種擠出機（AIM3D
CEM E-1擠出機）來加工直徑最大為3mm的顆粒，并且幾乎適用于任何材料。它的最小打印層厚為20微米，精度為50μm。
使用顆粒材料的一大好處是更便宜、更易獲得，這主要是因為顆粒材料是常用的注塑成型材料。金屬3D打印因其材料昂貴而讓人望而卻步，CEM技術有望解決這方面的限制。
AIM3D介紹說，他們的3D打印系統已經能處理不銹鋼，目前團隊正在開發其他合金和有色金屬材料。此外，ExAM255將配備一個自動進料器，每個擠出機因此可以提供多達1升的材料，這相當于1.2
kg的ABS或4.4 kg的不銹鋼。打印機的構建體積據說為255 x 255 x 255 mm。
由于使用一種基于沉積的增材方法，CEM技術需要使用一種塑料粘合劑材料。這意味著打印完成后，打印件需要進行燒結，最后得到的是一個金屬密度約96％的最終部件。 AIM3D表示，他們正在開發自己的燒結爐，客戶可以跟3D打印機一起購買，但補充說使用工業爐也可以。
總的來說，AIM3D的技術讓我們相當激動，因為它承諾降低材料和金屬3D打印的成本。由于不需要昂貴的激光技術，ExAM255將比激光燒結系統便宜得多。
目前，ExAM255 3D打印機仍在開發中，最早的上市時間為2018年。
展開 應用FLOW-3D于材料擠出式增材制造 (Material extrusion additive manufacturing)
作者：Jon Spangenberg / DTU (Technical University of Denmark)
本篇文章中，作者介紹了兩種不同材料的擠出式增材制造。
FDM Printing
Concrete printing
1. FDM printing
FDM printing采用polymer擠出進行3D打印。對研究方向而言，屬于沉積流 (Deposition flow)，流體在熱擠出頭內的流動更是研究重點之一。
從2018年開始，DTU開始針對FDM打印過程中的流體流動現象進行研究，最初研究時做了下列假設。
（1） 流體為不可壓縮流體
（2） 流體流動時黏度為固定值
（3） 忽略能量方程
（4） 不考慮沉積流的凝固現象
（5） 擠出條件由下列比例決定
? 打印速度/擠出速度 (VP/UC)
? 單層厚度/噴嘴直徑 (Lt/DC)
擠出頭內的條件設定如下。
測試用實驗設備照片及設計圖。
根據實驗，完成了下列圖表，不同材料在不同噴嘴直徑下的進給條件。
根據需求，建立了如下的流場信息進行仿真。
使用FLOW-3D進行仿真，仿真數據與實驗數據比對。
2. Concrete printing
混凝土打印屬于房屋3D打印計劃之一，工藝為wet-on-wet printing。
對研究人員來說，如何定義混凝土的流動模式是最重要的。
展開 螺旋絞刀是擠出機的主要工作部件，螺旋絞刀安裝在擠出機內的水平軸上，軸的一端裝在滾動軸承或滑動軸承上，另一長懸臂端則穿人擠出機的受料箱和泥缸，并少許插入機頭約20～50ram。
由于螺旋絞刀葉片外緣和根部的兩處泥料質點沿軸向的運動速度是相等的，而螺旋絞刀葉片外緣上泥料質點與絞刀葉片的相對速度，大于絞刀葉片根部上泥料質點與絞刀葉片的相對速度。而介于二者之間的各圓周上的相對速度，是從外徑到輪轂依次減小。
顯然，螺旋絞刀葉片與泥料相對速度大的部位磨損就大。因此，螺旋絞刀的失效形式是葉片外圈的嚴重磨損。絞刀的磨損是很快的，其磨損速度除了和絞刀的轉速有關外，還與擠壓力和土質有關。擠壓力大、土質差(如粘土含砂、雜質量多等)，絞刀磨損速度快。一般情況下。一副絞刀生產50萬~120萬塊普通粘土磚，就要進行修復或更換。
使用北京固本科技有限公司的螺旋耐磨焊絲加工螺旋絞刀，經過近1 年的使用觀察，證明北京固本耐磨焊絲堆焊螺旋絞刀可低成本生產600萬塊標磚。
在延長螺旋絞刀使用壽命方面，北京固本KB899耐磨焊絲能保證擠出機保持較長的工作狀態，產磚量達到800萬塊標磚，大大減少停機、檢修頻率，是大型擠出機性能得以發揮的必要條件。在設備維護成本方面，使用北京固本KB899耐磨焊絲后，以前設備每周維修一次，現在基本每兩個月維修一次。
頻繁的修復或更換絞刀，將給磚瓦廠帶來很大的麻煩，增加了維修工人的勞動強度，有時甚至影響生產的正常進行。因此，設法提高螺旋絞刀的耐磨性、延長使用壽命，是極為重要的。
展開 對于熱塑性塑料來說，塑料粒在經過射出機螺桿的塑化與剪切，其塑料分子鏈會被剪斷，黏度性質或流動特性可能產生變化，進而影響塑料產品成型。由目前文獻搜集可得知，學術上的研究發表大多在不同回收料添加比例、配方與制程特性上進行研究與探討，但對于塑膠原料經重復射出→粉碎→再射出，且不加入原塑料材料(Raw material)情形下的回收料之成型特性較少探討。
圖1：循環再利用塑料射出成型實驗流程示意圖
因此，本文章分享塑料在經過多次射出→粉碎→再射出的制程中（如圖1所示），透過在模穴內安裝壓力感測組件，觀察回收塑料射出成型過程熔膠流動長度與充填至模穴之壓力變化，并計算其黏度因子；藉以透過成型信息實時感測（成型信息可視化）方式了解不同回收次數之塑膠成型特性。
另一方面，透過熔融指數試驗機(Melt flow index tester)以及熱示差掃描分析儀(Differential scanning calorimetry, DSC)針對不同粉碎次數之實驗材料進行檢測，觀察塑膠原料回收次數增加后其熔融流動特性與熱性質變化。
最后，透過射出成型實驗進行成型試片機械性質測試觀察，將試片（ASTM D638拉伸試片）進行拉伸測試，藉由拉伸測試結果，并整合模穴壓力變化、黏度因子變化，以及相對應的回收料流動特性與熱性質變化，進行探討。
研究結果與討論
圖2(a)為原材料Raw-PP在多次回收粉碎過程后，進行射出成型實驗并觀察熔膠充填流動特性的變化，圖中顯示隨著回收次數增加，可明顯觀察到Melt flow rate隨回收次數增加而變大，意味著PP分子量隨著回收次數增加而變低，且回收次數到達4次以上時達到飽和。
展開 常見金屬材料主要有黑色金屬鐵及其合金，壓鑄模具以及有色金屬及其合金。有色金屬又叫非鐵材料。
鐵的合金主要為鋼和鑄鐵。工業用鋼分結構鋼，零件鋼，工具鋼和特殊性能鋼。常用鑄鐵分灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。
常用有色金屬：鋁及鋁合金，鈦及鈦合金，銅及銅合金和軸承合金（錫基，鉛基，鋁基軸承合金）。
常用成型方法
冷加工：車，銑，刨，磨，鉆，拉（機加工）；冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓。
熱加工：鑄造，熱扎，鍛造，熱處理，焊接，熱切割，熱噴涂
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為什么使用壓縮成型模擬?
壓縮成型為塑料在高溫高壓的條件下被擠壓進預熱的膜腔中直到固化的成型過程。其制程可用于大量生產且達到低成本的制模，適用于具有復雜外觀、高強度或抗高沖擊性的產品。
壓縮成型能夠快速生產復雜的復合材料部件，Moldex3D支持許多不連續的且常用于壓縮成型的FRP材料，包含熱塑性材料GMT、LFT-G、LFT-D；也支持熱固性材料，例如SMC、BMC材料。
模擬挑戰
冷軋是一種在低于再結晶溫度（通常為室溫）的溫度下，通過輥子對金屬板材進行進給以壓縮其厚度的工藝。
本模擬演示了鋁材的冷軋過程。
本案例對彈性和塑料材料進行了對比模擬。
在注塑成型的世界里，塑料材料的性能參數絕非枯燥的實驗室數據，而是貫穿產品設計、模具制造、工藝設定及質量控制的靈魂地圖。每一組數字背后，都隱藏著材料在特定條件下的行為密碼，深刻理解并靈活運用這些參數，是實現高效、穩定、優質生產的關鍵。本文將以多項核心性能參數為線索，系統闡述其對注塑成型全過程的指導價值。
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流動性能
熔體流動速率（MFR）或熔體體積速率（
應用FLOW-3D于材料擠出式增材制造 (Material extrusion additive manufacturing)
作者：Jon Spangenberg / DTU (Technical University of Denmark)
本篇文章中，作者介紹了兩種不同材料的擠出式增材制造。
FDM Printing
Concrete printing
新增材料(Add Material)
返回 主頁簽 中，單擊 材料 以展開 材料樹狀表。 接著從預填料項目的下拉式選單中，單擊 材料精靈，以啟動Moldex3D材料數據庫。
在材料精靈中，右鍵單擊 目標材料 (SMC > CAE > CAE-SMC-1)，然后選擇 加入項目 并確認選擇。 用戶可以在指定之前和之后查看材料信息（對于 將材料也加入到自定義數據庫嗎？，此答案不會影響本教程）。
在實務上，為了能完整的重現射出成型結果，我們建議使用Moldex3D進行完整的成型分析，以利于掌握所有細節。不過在投入時間進行建模與分析前，過去科學家們已經利用各項理論計算出：特定情況下的理論數值，并將其轉化為標準計算公式。例如計算非牛頓流體在特定澆口尺寸與外型下，不同流率對應的剪切率；或是計算指定厚度下，平板的冷卻時間與溫度分布等。對此MHC也整合這些理論公式，并建立互動接口，供用戶方便進行理論計算
SMC工藝介紹及挑戰
SMC（Sheet Molding Compound的縮寫，即片狀模塑料）是一種復合材料制造工藝。該工藝可以有效地代替金屬，實現車輛輕量化目標。該工藝不僅能夠顯著降低車身重量，而且設計靈活，操作簡單、易于實現自動化、可成型表面光滑結構復雜的制品等。近年來可以看到越來越多的電車企業，選擇SMC作為制備電池殼體的首選工藝。其成型方法是將纖維短切，鋪設在樹脂和添加劑混合所形成的樹脂漿料上
#01「 SMC 工藝介紹及挑戰 」
SMC（Sheet Molding Compound的縮寫，即片狀模塑料）是一種復合材料制造工藝。該工藝可以有效地代替金屬，實現車輛輕量化目標。該工藝不僅能夠顯著降低車身重量，而且設計靈活，操作簡單、易于實現自動化、可成型表面光滑結構復雜的制品等。近年來可以看到越來越多的電車企業，選擇SMC作為制備電池殼體的首選工藝。其成型方法是將纖維短切，鋪設在樹脂和添加劑混合所形成的樹脂漿料上
檢視材料 ( Moldex3D Run (Material) )
Moldex3D > 更多 > 材料 分頁顯示了在所選擇的分析組別中關于材料的設定，此外，還提供相關數據圖表供檢視及操作曲線圖。點擊以放大圖表。
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■逢甲大學 / 彭信舒 副教授
(轉載自繁體版ACMT電子技術月刊No.070)
前言
運用數字制造提升供應鏈韌性，發展潔凈能源和低碳制程技術，以永續科技落實綠色循環新經濟是后疫情時代國家重要前瞻政策，也是本屆德國杜塞道夫(Dü sseldorf)國際 橡塑膠展K2022(K-Show)重要展出主題。 塑料是由不可再生資源生產的，其來源有限，不當處理將可能使部分化學成分或元素對環境產生不良影響
