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成型過程中模具表面溫度分布不均會導致制件內(nèi)部存在溫度梯度，以至于制件固化不同步、在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生殘余應力和殘余應變，最終會造成制件出現(xiàn)內(nèi)部缺陷、發(fā)生初始破壞，嚴重時會影響制件的質(zhì)量和使用壽命[2~4]。因此分析和研究熱壓罐成型過程時與復合材料構(gòu)件接觸的表面的溫度分布特點對改善復合材料構(gòu)件最終的成型質(zhì)量具有重要意義。

復合材料制件成型過程中，由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響，導致制件成型過程中產(chǎn)生殘余應力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預測制件固化過程中殘余應力的發(fā)展，計算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。復合材料固化成型仿真主要包括三個部分：熱-化學模型，固化動力學方程和固化本構(gòu)。

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樹脂固化過程中會出現(xiàn)化學-熱-變形多場之間的相互耦合，固化產(chǎn)生的化學收縮以及熱應變會導致復合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，并導致結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生改變。光固化3D打印結(jié)構(gòu)變形與復合材料固化變形本質(zhì)上是類似的，都是由樹脂的固化收縮和熱應變導致內(nèi)部產(chǎn)生殘余應力，釋放邊界約束后結(jié)構(gòu)發(fā)生回彈變形。與復合材料固化變形相比，光固化需要額外考慮光照對固化速率的影響，一定程度上增加了分析的復雜性。

此外并以Moldex3D模擬出熱固性塑料射出成型的固化過程、流動長度、壓力分布、黏度及縫合線等現(xiàn)象，其預測結(jié)果并與實驗高度相符。從中可了解Moldex3D所提供的數(shù)值模擬方法，是預測射出成型中真實條件的理想工具。

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固化反應模擬樹脂在浸潤纖維的同時會發(fā)生固化反應，伴隨放熱和黏度變化（黏度先降后升， 最終固化）。仿真通過動力學模型計算固化度隨時間、溫度的變化，預測固化過程中的溫度場 分布，避免因局部過熱導致的熱變形、樹脂降解或固化不完全等問題。 應力與變形模擬固化完成后，制件從模具中取出會因溫度變化和樹脂收縮產(chǎn)生殘余應力和變 形。

LSR 之材料特性與成型過程介紹■型創(chuàng)科技/ 劉文斌 技術(shù)總監(jiān)液態(tài)硅烷橡膠的特性液態(tài)硅烷橡膠(Liquid Silicone Rubber, LSR) 是種無毒、耐熱性、具高回彈性的柔軟熱固性材料，其流變行為的主要表現(xiàn)為具低黏度、可快速固化、剪切稀化現(xiàn)象以及較高的熱膨脹系數(shù)值。

有限體積算法（FVM） 樹脂流動、固化傳熱 在RTM模擬或熱化學耦合中使用（如COMSOL） 多尺度建模算法（FE2, RVE） 微結(jié)構(gòu)到宏觀力學 利用代表體積單元（RVE）統(tǒng)計微觀響應，需并行計算 復合材料失效準則算法

根據(jù)復合材料成型工藝開發(fā)的難點， 為了進一步增強工藝開發(fā)人員技術(shù)攻關(guān)能 力。結(jié)合當前數(shù)值仿真技術(shù)在復合材料開發(fā)中的重要作用，復合材料力學微信公 眾平臺特邀了長期從事PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝仿真的老師， 推出 了PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝仿真課程。

由于熱塑性復合材料的成型是一個先熔化再凝固的物理變化過程，采用 AFP 技術(shù)，實現(xiàn)了對預浸料加熱融化、自動鋪放、原位固化的同步工藝過程實施，從而極大地提高了成型效率、降低了能耗，降低了復合材料的制造成本，AFP 成型過程如圖 4所示。

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RTM及其衍生工藝 熱固性樹脂的固化過程 樹脂固化后引起的制件翹曲變形 片狀模塑料 (SMC)的模壓成型 與制件設計和結(jié)構(gòu)仿真的傳輸接口 通過仿真檢驗設計部門定義的產(chǎn)品信息， 允許將制造結(jié)果順利轉(zhuǎn)移到設計部門進行復合 材料制件的結(jié)構(gòu)數(shù)模“凍結(jié)”。

使用VCCT可用用于確定復合材料結(jié)構(gòu)的承載極限以及類似的典型航空復合材料結(jié)構(gòu)的失效模式。Abaqus中復合材料其他分析功能復合材料熱固化成形復合材料熱固化的過程，可以認為是復合材料預浸料經(jīng)歷一系列溫度變化的熱固耦合過程。典型的溫度變化過程為：由室溫升溫30分鐘到185℃，保持1個小時，繼續(xù)升溫到195℃，保持2個小時，然后降溫到70℃以下。

國內(nèi)外微納級3D打印技術(shù)發(fā)展和相關(guān)廠商近年來，國內(nèi)外研究人員已經(jīng)開發(fā)出適用于多種材料(有機聚合物、金屬、玻璃、陶瓷、生物材料、復合材料等)的多種類型的微納3D打印技術(shù)，南極熊在此前的文章中對相關(guān)的微納級3D打印技術(shù)和廠商進行了歸納和整理，詳見《匯總：15個微米納米級3D打印技術(shù)》。

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(chǎn)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(chǎn)品。壓縮成型能夠快速生產(chǎn)復雜的復合材料部件，Moldex3D支持許多不連續(xù)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。