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Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型模塊
樹脂轉注成型模塊 (Resin Transfer Molding)
樹脂轉注成型概論
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding,RTM)是利用FRP(纖維補強材料)制造方法的其中一種。FRP是一種由高分子基材通過纖維補強的復合材料;FRP產品因為其高強度和剛度已被廣泛用于航空器和汽車。在樹脂轉注成型的基本制程為:纖維布首先被放入模穴,接著將熱固性樹脂注入到模穴中。
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置,以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加,而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期(試模和模具制造前)修改及優化成型或設計。
Moldex3D樹脂轉注成型模塊功能介紹
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊(RTM)支持樹脂產品的制程仿真。在設計與3D模擬方面,通過充填/熟化的分析,用戶可以更容易評估決定適合的生產條件。此外,樹脂轉注成型模塊提供智能化的精靈工具和后處理器,能夠協助早期缺陷診斷和設計修改。
注:Moldex3D的RTM僅支持實體網格。
1. 模型建構 (Model Preparation)
建立復數迭層模型
為了準備好RTM仿真需要的模型且包含了復數迭層和各自不同的纖維布排向,在Moldex3D Mesh (Rhino) 中點擊RTM Wizard 來開始。RTM Wizard (RTM精靈) 提供了互動型的整合功能,用戶可在此預備好模型對象、網格、纖維布排向和邊界條件(BC),在輸出成MFE檔供RTM模擬。操作流程及不同頁簽提供的功能將在以下一一簡述:
Import:匯入幾何文件或網格模型(支持Moldex3D、LS-DYNA)。
展開 Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型分析結果
樹脂轉注成型分析結果
當分析完成后,充填和熟化結果可通過多時間輸出。分析結果可以看到樹脂的流動、熟化與冷卻預測,可以幫助使用者更靈活的去驗證樹脂轉注成型制程和優化流程設計,提高可制造性,縮短產品上市時間。
注:EOF后是指熟化時間;熟化開關是指熟化的轉換結束;100%充填是指模具被完全充滿的時間。
分析參數與經歷在 LGF文件會記錄
數學模型和假設
非等溫樹脂在有纖維預制布的模具的3D流動可由下式表示。
連續性方程式
樹脂被假設為不可壓縮的黏性流體。根據上述的假設,質量守恒定律可以被表示為:
?·u = 0
注:u = 速度向量,t = 時間,ρ = 樹脂密度
滲透率張量
滲透率描述流體流過的能力。高滲透率材料通??梢愿炜焖俪涮睢τ诟飨虍愋缘臐B透率,張量K構成組件代表著不同方向充填的難易程度。滲透率張量是由纖維布的排向和滲透率組成。K22 和K11 纖維布在平面的滲透率,而K33 這是厚度方向的滲透率。
其中 Kij (i, j = x, y, or z) 則是滲透率張量的分量,K11, K22, and K33 是在多孔介質的主滲透率,lij 局部坐目標方向余弦。L1和L2是在橫向方位的纖維布的排向,和L3是纖維布厚度方向的排向。
?達西定律 (Darcy's Law)
達西定律可以用來形容纖維材料浸漬的樹脂流動性為。達西定律常被是為在多孔介質的標準流動模型。
展開 Moldex3D模流分析之Resin Transfer Molding,RTM
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding,RTM)是利用FRP(纖維補強材料)制造方法的其中一種。FRP是一種由高分子基材通過纖維補強的復合材料;FRP產品因為其高強度和剛度已被廣泛用于航空器和汽車。在樹脂轉注成型的基本制程為:纖維布首先被放入模穴,接著將熱固性樹脂注入到模穴中。
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置,以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加,而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期(試模和模具制造前)修改及優化成型或設計。
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊(RTM)支持樹脂產品的制程仿真。在設計與3D模擬方面,通過充填/熟化的分析,用戶可以更容易評估決定適合的生產條件。此外,樹脂轉注成型模塊提供智能化的精靈工具和后處理器,能夠協助早期缺陷診斷和設計修改。
注:Moldex3D的RTM僅支持實體網格。
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復合材料液態成型制程,適合用來生產需要高強度的產品,且相對于傳統方法可以減少制造時間,已應用于許多地方,對復合材質的量產來說,是個非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術的進步,傳統RTM也延伸出許多種特別的制程,諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。其中 濕式樹脂轉注成型(Wet Resin Transfer Molding, WRTM) ,同時包含了壓縮成型及傳統樹脂轉注成型兩種制程(如下圖),利用預先放置好的預填料(charge),經由模具壓縮后充填于鋪排好的纖維布中,大大降低了傳統樹脂轉注成型的充填時間,同時充填也更均勻。此外,依照預填料的擺放設計,也降低了包封及短射等缺陷的產生。
展開 Moldex3D模流分析之復合材料RTM
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding,RTM)是利用FRP(纖維補強材料)制造方法的其中一種。FRP是一種由高分子基材通過纖維補強的復合材料;FRP產品因為其高強度和剛度已被廣泛用于航空器和汽車。在樹脂轉注成型的基本制程為:纖維布首先被放入模穴,接著將熱固性樹脂注入到模穴中。
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置,以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加,而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期(試模和模具制造前)修改及優化成型或設計。
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊(RTM)支持樹脂產品的制程仿真。在設計與3D模擬方面,通過充填/熟化的分析,用戶可以更容易評估決定適合的生產條件。此外,樹脂轉注成型模塊提供智能化的精靈工具和后處理器,能夠協助早期缺陷診斷和設計修改。
注:Moldex3D的RTM僅支持實體網格。
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復合材料液態成型制程,適合用來生產需要高強度的產品,且相對于傳統方法可以減少制造時間,已應用于許多地方,對復合材質的量產來說,是個非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術的進步,傳統RTM也延伸出許多種特別的制程,諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。其中 濕式樹脂轉注成型(Wet Resin Transfer Molding, WRTM) ,同時包含了壓縮成型及傳統樹脂轉注成型兩種制程(如下圖),利用預先放置好的預填料(charge),經由模具壓縮后充填于鋪排好的纖維布中,大大降低了傳統樹脂轉注成型的充填時間,同時充填也更均勻。
展開 
Moldex3D模流分析之FRP(纖維補強材料)
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding,RTM)是利用FRP(纖維補強材料)制造方法的其中一種。FRP是一種由高分子基材通過纖維補強的復合材料;FRP產品因為其高強度和剛度已被廣泛用于航空器和汽車。在樹脂轉注成型的基本制程為:纖維布首先被放入模穴,接著將熱固性樹脂注入到模穴中。
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置,以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加,而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期(試模和模具制造前)修改及優化成型或設計。
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊(RTM)支持樹脂產品的制程仿真。在設計與3D模擬方面,通過充填/熟化的分析,用戶可以更容易評估決定適合的生產條件。此外,樹脂轉注成型模塊提供智能化的精靈工具和后處理器,能夠協助早期缺陷診斷和設計修改。
注:Moldex3D的RTM僅支持實體網格。
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復合材料液態成型制程,適合用來生產需要高強度的產品,且相對于傳統方法可以減少制造時間,已應用于許多地方,對復合材質的量產來說,是個非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術的進步,傳統RTM也延伸出許多種特別的制程,諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。其中 濕式樹脂轉注成型(Wet Resin Transfer Molding, WRTM) ,同時包含了壓縮成型及傳統樹脂轉注成型兩種制程(如下圖),利用預先放置好的預填料(charge),經由模具壓縮后充填于鋪排好的纖維布中,大大降低了傳統樹脂轉注成型的充填時間,同時充填也更均勻。此外,依照預填料的擺放設計,也降低了包封及短射等缺陷的產生。
展開 Moldex3D模流分析之樹脂制程仿真
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding,RTM)是利用FRP(纖維補強材料)制造方法的其中一種。FRP是一種由高分子基材通過纖維補強的復合材料;FRP產品因為其高強度和剛度已被廣泛用于航空器和汽車。在樹脂轉注成型的基本制程為:纖維布首先被放入模穴,接著將熱固性樹脂注入到模穴中。
樹脂轉注成型制程最大的挑戰是選擇入口和通風位置,以避免流動不平衡。纖維布內非等向性之滲透率和流體黏度會隨時間增加,而藉由3D模擬工具可以更準確地預測樹脂的充填行為。Moldex3D的樹脂轉注成型模塊可以輔助用戶在產品設計前期(試模和模具制造前)修改及優化成型或設計。
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊(RTM)支持樹脂產品的制程仿真。在設計與3D模擬方面,通過充填/熟化的分析,用戶可以更容易評估決定適合的生產條件。此外,樹脂轉注成型模塊提供智能化的精靈工具和后處理器,能夠協助早期缺陷診斷和設計修改。
注:Moldex3D的RTM僅支持實體網格。
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding, RTM)是一種復合材料液態成型制程,適合用來生產需要高強度的產品,且相對于傳統方法可以減少制造時間,已應用于許多地方,對復合材質的量產來說,是個非常具潛力的制程。隨著需求增加及技術的進步,傳統RTM也延伸出許多種特別的制程,諸如HP-RTM、WRTM及CRTM等。其中 濕式樹脂轉注成型(Wet Resin Transfer Molding, WRTM) ,同時包含了壓縮成型及傳統樹脂轉注成型兩種制程(如下圖),利用預先放置好的預填料(charge),經由模具壓縮后充填于鋪排好的纖維布中,大大降低了傳統樹脂轉注成型的充填時間,同時充填也更均勻。此外,依照預填料的擺放設計,也降低了包封及短射等缺陷的產生。
展開 Moldex3D模流分析之樹脂轉注成型制程
高分子強化復合材料產品常見的曲面,往往需要復雜的迭層設計,因此在進行樹脂轉注成型(RTM )制程建模時,須根據產品設計的迭層,建立對應的實體網格。若遇到曲面復雜的迭層,網格制作難度非常高,還須耗費許多時間在網格前處理上。否則模擬結果不理想,也會影響后面結果的判讀。
Moldex3D過去的版本在RTM的網格前處理上會較為耗時;在流道設計變更時,也會需要重新制作實體網格。另外某些案例在模擬分析時,會有波前破碎問題,以及內部壓力超過入口壓力的狀況。為了克服這些挑戰,Moldex3D 2021版本的RTM求解器中,支持了非匹配網格的分析;同時也強化了求解器計算,解決波前與壓力的問題,獲得更佳的分析結果。
若在RTM求解器尚未支持非匹配網格的情況下,如圖一(a)所示,進行RTM項目前處理時,需要生成完全匹配的實體網格,如圖一(b)所示。如此使用者就須檢查網格是否完全匹配,并解決網格的問題才能進行分析。Modex3D 2021 RTM求解器支援了非匹配網格求解器分析后,交界面的實體網格節點不需要完全匹配,即可進行分析,如此可替用戶省下修復實體網格的時間。
建立非匹配網格模型的步驟與建立匹配網格相同。若遇到想要評估迭層與流道設計變更時,就不需要將所有的網格全部刪除重新建立,僅需要調整部份的網格。
圖一 (a)非匹配網格、(b)匹配網格
以下驗證案例比較非匹配網格與匹配網格模擬結果的差異。此案例的模型是根據滲透率量測儀器Easyperm所建立,儀器外觀如圖二(a),模具內部如圖二(b),依照模穴幾何建立的模型如圖二(c)所示。SNX1、SNX2、SNY1、SNY2是模具內部壓力傳感器位置,非匹配網格如圖三(a)(b);圖三(c)(d)與圖四是模擬結果;圖四中NM simu是非匹配網格的模擬結果,M simu是匹配網格的模擬結果。
展開 Moldex3D模流分析之Studio中進行RTM模擬
復材的材料機械性質有兩種考慮的方法:復財與纖維布,簡單的說就是纖維布再由樹脂充填前與后的差別。接下來就接著指定各個機械性質,例如模數及CLTE。
步驟7 來源信息:在此可以記錄迭層各項材料信息的來源,在點擊結束來完成迭層材料檔設置。
在RTM項目中有兩個主要的材料:塑料與迭層。當匯入網格模型(MFE)時,迭層模型(KPT)如果其名稱與位置一樣也會一起被匯入。然后,點擊材料(Material)并切換到材料樹,可以從材料精靈中為塑件與各個迭層選擇材料。
? 成型條件 (Process Condition)
Moldex3D的樹脂轉注成型模塊(RTM)支持充填和熟化分析,使用者可以根據建議成型條件或設計規格設定成型參數。設定接口選擇CAE模式后,下一步以啟動流程精靈。
1. 充填參數設定 (Filling Process Setting)
利用充填控制作為設計要點是樹脂轉注成型和射出成型之間的主要差異。射出成型充填過程是通過在充填時間來控制,而樹脂轉注成型充填過程是通過流率和壓力控制。樹脂轉注成型分析支持兩種類型的充填設定:由流率和由壓力。
?流率控制:使用最大入口流率和在多段設定里分配流率的profile。
?壓力控制:在多段設定里利用最大入口壓力和壓力分布進行壓力設定。
最大的充填時間是指計算器終止充填分析的時間點。此外,使用者還可調整充填過程中的樹脂溫度、模具溫度及溫度分布。
2. 熟化參數設定 (Curing Process Setting)
熟化成型過程的分析可以協助設計者分析樹脂在充填后的轉化行為。熟化仿真可以幫助用戶來估算適當的熟化時間和達到的理想樹脂轉注成型制程的轉化率。
在熟化設置設定選項,用戶可以指定熟化開始的時間和壓力。
展開 Moldex3D 復合材料產品模流分析
開啟復材成型更多可能
Moldex3D提供多種復材產品及制程3D模擬,包括長、短纖射出成型、SMC/BMC/GMT/D-LFT等壓縮成型、多種RTM制程(真空輔助樹脂轉注成型、高壓樹脂轉注成型、濕式壓縮樹脂轉注成型、壓縮樹脂轉注成型等)與熱塑碳纖板復合成型(Hybrid molding)等。
Moldex3D模流分析之清大以Moldex3D成功驗證真空輔助樹脂轉注制程
效益
精準仿真三明治結構流體行為
簡化RTM仿真流程,縮短開發周期
優化制程
案例研究
現行研究中多將用于強化的芯材及纖維布視為單一對象,并以達西定律描述其特征:
在方程式中,u和μ代表流動黏性和樹脂黏性;K和?則為流動介質的滲透率和孔隙率;?P是壓力梯度。在此計算模式之下,導流網和無纖維區域的流動特征就無法去耦合,從而限制了所開發模型的準確性和靈活性。
本案例中,清大團隊使用的研究模型為三明治結構的復合材材料,其結合了玻璃布及含有刻溝的PVC芯材(圖一)。實驗方法則為真空輔助樹脂轉注成型(VARTM)(圖二)。
圖一 三明治結構模型:(a)示意圖、(b)對象實體照及(c)仿真中的實體網格。
圖二 本案例之實驗方法
清大團隊使用有限體積法,分別模擬樹脂在PVC芯材中含纖及不含纖(例如刻溝)區域時的流動行為(圖三)。芯材尺寸為480×320×10.2 mm3。芯材中有兩種刻溝,其中長方形的刻溝寬1 mm、深8.2 mm,以縱橫交錯方式排列,兩條最接近的平行刻溝距離約為29 mm;此外有408條垂直圓柱形刻溝, 直徑2 mm、深10.2 mm,平均分配在芯材中。清大團隊以達西定率模擬樹脂流動。在設計完芯材結構之后,藉由達西定律以等效滲透率對通道內部的流動行為進行建模。這樣可以使用相同類型的控制方程式來設計整個模擬,使邊界條件的設置相對容易。
圖三 實體網格及仿真屬性設定
將模擬結果與實驗結果進行比較以說明該模型的可行性,結果顯示,仿真的流動模式成功證明了實際觀察到的流動模式(圖四)。 此外所提出的模擬架構也具備處理多種芯材和纖維組合的彈性,是產業應用中非常需要的功能。
展開 Moldex3D仿真分析之RTM分析Moldex3D支持匯入ANSYS ACP 3D HDF5檔
樹脂轉注成型(Resin Transfer Molding,RTM)是一種先進的復合材料成型制程,通常透過將纖維布含浸樹脂來生產高性能復合材料零件。RTM能夠生產具備高質量、復雜幾何形狀,以及尺寸精度、機械性能良好且一致的零部件。
Moldex3D RTM可以讓使用者在Studio上依照現場纖維布之鋪排來進行立體網格設計,也能從外部前處理軟件如Rhino、Hypermesh等輸入。Studio亦支持由ANSYS ACP提供RTM前處理所輸出的3D HDF5文件(包含實體網格、Ply、排向等數據);Multiscale.sim的local滲透率數值可一并匯入Studio,以提供更精確的RTM流動分析,讓使用者可以更全面了解整個制程會遇到的現象與潛在問題。
模型準備
步驟1:在ANSYS ACP與Multiscale.sim輸出3D HDF5檔案
首先在ACP中完成Drape仿真并生成實體模型,接著使用Workbench更新模型,最后執行「perform_map_permeability.bat」腳本,將滲透系數映像到有限元素模型并輸出為HDF5檔案。檔案最終會出現在項目「user_files」文件夾中,格式為3D結構化數據,可用于后處理或進一步分析。
項目準備
步驟2:把在ANSYS ACP制作好的網格及相關信息輸入Studio進行后續分析
開啟Studio,選擇樹脂轉注成型模塊。接著選擇匯入幾何,文件類型選擇ANSYS ACP file (*.h5),并選擇對應檔案。匯入成功后會顯示對應之網格。
系統自動導入纖維排向數據。
完成前處理
步驟3:設定邊界條件
首先點擊邊界條件,并選擇進澆。接著選取適當的區域來設定進膠面或其他邊界條件。
展開 
Moldex3D模流分析之使用RTM精靈(Rhino)建立模型
纖維布排向設定 (Fiber Mat Orientation Setting)
在樹脂轉注成型分析中,纖維布在模穴里鋪覆后的纖維排向對流動波前和纖維布的狀況有很大的影響。 Moldex3D的設計可以幫助用戶設置纖維布沿著模穴幾何的方向。原始纖維布的排向是由主軸(R1),徑向(R2),相關之滲透率(K11,K22,K33),和孔隙度所定義而成。從主軸(L1)中和第二主軸(L2)利用投影方式計算纖維布在模穴里鋪覆后的排向和性質。
纖維布滲透率的主軸在鋪覆前(R)與后(L)變化
Material:從下拉選單為各迭層指定不同的材料群組,或利用 Add/Delete 來新增其他群組。如此一來之后的分析設定中,同一材料群組的迭層進需要一次的材料設定。
BC Setting:點擊 Add 并選取表面網格來指定邊界條件(BC),并在接口下編輯BC的類型、群組及代表顏色。右鍵點擊建立好的BC可以重新指定或從表面網格移除邊界條件。由于此頁前的功能對象為表面網格,Check Tools 則提供針對表面網格的工具。
設定進澆口位置的邊界條件
設定排氣位置的邊界條件
注意:排氣是在樹脂轉注成型制程的一個重要影響因素。在充填階段,樹脂從入口充填到排氣邊界。
MFE Export:點擊Export 來輸出RTM 模型(MFE和KPT文件)或點擊Re-export KPT 來僅輸出排氣BC。
展開 Moldex3D模流分析之RTM模擬
樹脂轉注成型(RTM)則是目前最具前瞻性的新興技術。RTM屬液體復合材料成型的一種,適合用于生產幾何復雜的大型塑件,并能滿足高機械強度、嚴格的尺寸公差及外觀等要求,因此被產業廣泛運用。此外,RTM也是最具效率和經濟性的制程之一,原因包括:設備不昂貴、閉模制程、射壓低、容易控制機械特性、可結合金屬嵌件及附件、可用于生產復雜的大型塑件,以及低勞力成本等。
然而RTM產業中仍面臨一些挑戰,例如:由于產品中纖維體積較大的區域對模流行為影響極巨,導致樹脂流動行為不容易被準確預測。因此RTM現場作業人員仍無法精確掌握這些影響,也無法在灌注制程結束前觀察和驗證塑件是否已浸潤飽合。若產品尚未達到100%浸潤,將產生干斑或氣孔等缺陷,如此一來產品就必須丟棄,直到成功制造出沒有干斑的RTM產品為止。
若使用此試誤方法來制造大型結構的RTM產品(例如事業級渦輪葉片),成本相當昂貴。透過有效的CAE仿真技術,即可預測復雜結構的RTM產品流動行為。目前市場上對RTM產品的需求及潛在客戶皆相當龐大,包括纖維材料制造商、模具制造商等,然而可仿真RTM的分析軟件仍相當稀少。纖維布的滲透率是影響RTM CAE仿真質量的關鍵參數之一;而滲透率代表多孔介質(例如纖維布)的特性,也是流體或氣體可滲入介質能力的指標;高滲透率即但表流體可快速通過介質。若使用傳統的量測方法,例如真空輔助樹脂轉注成型(VARTM),需要將真空袋將打開的模具密封,以制造出一真空環境,此過程不但費時費工且容易產生人為錯誤。
有鑒于此,Moldex3D材料科學研究中心導入了EASYPERM(圖一),以提升復合材料的量測能力。EASYPERM曾在2015年獲得JEC創新獎(JEC Invention Award),是用以量測纖維布滲透特性的儀器,可透過壓力傳感器測量出產品不同布位的局部壓力,并描繪出內部平面及外部平面的滲透率。
展開 Moldex3D模流分析之Composite 2023 如何于Studio編輯RTM纖維布排向
Composite 2023 :如何于Studio編輯RTM纖維布排向 (Composite 2023 : How to Set RTM Ply Layout in Studio)
?目前產業實務上的挑戰
樹脂轉注成型(RTM)是目前最具前瞻性的新興技術,其被廣泛運用于制造3C、汽車、造船、航天和風力發電等產品。RTM產業中仍面臨一些挑戰,例如:由于產品中纖維布鋪排對模流行為影響極巨,不正確的纖維排向,將導致樹脂流動行為不容易被準確預測。因此如何精確的設定纖維排向,對RTM模流結果相當重要。
?如何用模流軟件/Moldex3D技術服務解決問題
Moldex3D最新發布的Studio 2023版本中,可依照使用者需求,而有三種方法來進行RTM纖維排向之微調,以利得到更準確的流動分析結果。這三個方法分別為: (1) 手動自定義(Manual): 以R1/R2設定排向、(2) 匯入ls檔及(3) 匯入inp檔 (CSS8格式)。使用者除了可手動進行纖維排向調整外,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)),匯入既有的網格中來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
-開始: 準備一RTM模擬的項目
首先于Studio中創建一新組別,將成型制程設為樹脂轉注成型并準備好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定排向(Set Ply Orientation),開啟設定頁面后,可于Setting by選單選擇上述三種方式進行設定。
展開 Moldex3D模流分析之模擬不同鋪覆方向的翹曲
在產品的設計時間,會根據產品所需要的機械強度來設計鋪覆迭層的層數與順序;不同的強化材料鋪覆將會影響到樹脂轉注成型(RTM)制程中的流動與翹曲行為。
為了讓使用者可評估鋪覆方向對于產品翹曲的影響,Moldex3D R16 的RTM Warp功能支持產品翹曲分析。由于使用非等向性纖維布作為強化材料,因此建立模型的過程,不僅需要設定非等向性材料性質,還需要根據迭層設計來設定迭層排向。Moldex3D RTM精靈支持迭層排向的指定與模型的建立,材料精靈則支持正交異性迭層材料的機械性質設定,最后提供給翹曲分析求解器以及翹曲結果顯示。
使用RTM精靈分別設定兩組不同的迭層堆棧的方式:0°/0°/0°與0°/90°/0°,如圖一所示。建立模型階段設定材料的機械性質(圖二),接著進行流動分析,最后再進行翹曲分析,分析結果如圖三所示。
圖一 RTM精靈設定迭層的方向
圖二 設定樹脂與迭層的機械性質
圖三 迭層方向對于翹曲分析結果的影響
Moldex3D R16 RTM Warp支持了正交異向材料模型,可預測不同迭層鋪覆方向對于翹曲結果的影響,提供使用者評估的工具,減少優化生產條件時的試誤次數。
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