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復(fù)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(xué)收縮反應(yīng)以及模具作用等因素的影響，導(dǎo)致制件成型過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)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(yù)測(cè)制件固化過程中殘余應(yīng)力的發(fā)展，計(jì)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(fù)合材料固化成型仿真主要包括三個(gè)部分：熱-化學(xué)模型，固化動(dòng)力學(xué)方程和固化本構(gòu)。

在3D打印領(lǐng)域中，SLA立體光固化成型（Stereo Lithography Appearance，SLA）是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝之一，這項(xiàng)技術(shù)由Chuck Hull在20 世紀(jì)80 年代發(fā)明。自創(chuàng)造以來，便以優(yōu)異的快速成型特征和高精度表現(xiàn)，成為了一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)字模型實(shí)體化的關(guān)鍵技術(shù)。

LSR 是以鉑金(Pt, Au)作為催化劑的兩液型快速固化材料，可采射出成型加工方式來成型，射出成型方式可達(dá)到大量制造、快速交聯(lián)固化，以及可重復(fù)性的穩(wěn)定生產(chǎn)等加工優(yōu)點(diǎn)。 圖1：液體硅橡膠是一種堅(jiān)固，柔韌的材料，可以很好地保留其記憶力LSR 塑料的射出產(chǎn)品具備較好的熱穩(wěn)定性、抗寒性與優(yōu)越的電氣絕緣性，燃燒時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)。

南極熊導(dǎo)讀：大壁厚陶瓷光固化3D打印工藝，在后期脫脂和燒結(jié)環(huán)節(jié)往往出現(xiàn)問題，國(guó)內(nèi)公司因泰萊激光已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了新突破。近年來，光固化陶瓷3D打印技術(shù)廣受業(yè)內(nèi)關(guān)注。相對(duì)于其它陶瓷3D打印方式，光固化陶瓷3D打印具有成型效果好、精度高、表面質(zhì)量好、燒結(jié)后成品致密性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、生物醫(yī)療、能源化工、工程機(jī)械、電子制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

Moldex3D軟件可以仿真模穴充填、交聯(lián)固化、翹曲變形、纖維排向、多材質(zhì)成型和其他客制化制程。

RIM成型PU材料，計(jì)算Scorch指數(shù)以偵測(cè)潛在的早期固化問題

此外并以Moldex3D模擬出熱固性塑料射出成型的固化過程、流動(dòng)長(zhǎng)度、壓力分布、黏度及縫合線等現(xiàn)象，其預(yù)測(cè)結(jié)果并與實(shí)驗(yàn)高度相符。從中可了解Moldex3D所提供的數(shù)值模擬方法，是預(yù)測(cè)射出成型中真實(shí)條件的理想工具。

雖然這些技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年，這些核心部件仍然滿足不了日益增長(zhǎng)的光固化3D打印市場(chǎng)快速發(fā)展的需求。由于DLP光機(jī)過于昂貴且成型尺寸受限的問題，限制了CLIP等顛覆性技術(shù)的快速普及推廣，無法大量使用。

數(shù)字化光處理技術(shù)(DLP)是一種面成型的光固化打印方式，也是一種廣泛使用的3D打印技術(shù)。DLP的技術(shù)原理是在光源作用下使液態(tài)樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)固化成型。掃描完一層后，平臺(tái)上升或下降一個(gè)切片層厚度，樹脂補(bǔ)充完成后進(jìn)行下一層的固化，新固化層與上一層緊密結(jié)合在一起，如此層層疊加即可完成三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。 我們?cè)谥暗奈恼吕锝榻B了復(fù)合材料固化變形的相關(guān)內(nèi)容。

20世紀(jì)80年代，Hull[95]首次提出立體光固化成型技術(shù)，并制造了第一臺(tái)基于立體光刻的3D打印機(jī)，如圖4(a)所示。1999年，Zhang等[96]使用Ar離子激光將點(diǎn)直寫立體光固化成型的特征尺寸縮小到了1.2μm，如圖4(b)所示。2002年，Maruo等[97-98]利用442nmHe-Cd激光將直寫光刻分辨率降低至0.43μm，如圖4(c)所示。

化學(xué)發(fā)泡成型制程的挑戰(zhàn)是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時(shí)若發(fā)泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會(huì)造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續(xù)的發(fā)泡行為會(huì)產(chǎn)生大量廢料。藉由化學(xué)發(fā)泡成型模塊的仿真可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)聚氨脂的充填行為與注入原料的優(yōu)化。

化學(xué)發(fā)泡成型制程的挑戰(zhàn)是如何使用較少的原料充滿模穴而不短射。如果注入的原料過少，同時(shí)若發(fā)泡量也不足或聚氨酯固化速率過快，就會(huì)造成短射。但如果注入的原料過多，雖然能充飽模穴但后續(xù)的發(fā)泡行為會(huì)產(chǎn)生大量廢料。藉由化學(xué)發(fā)泡成型模塊的仿真可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)聚氨脂的充填行為與注入原料的優(yōu)化。

使用共射成型的主要優(yōu)點(diǎn)為節(jié)省成本、廢物利用及產(chǎn)品效能提升。共射成型制程開始將第一射的材料（皮層材料）以預(yù)定的短射體積射入模穴中，接序第二射（核芯層材料）直到模穴充填完全為止。表層材料的噴泉流行為將在模壁上產(chǎn)生固化層；同時(shí)，第二射藉由阻力較低的路徑注入熔融區(qū)域，以取代第一射的材料。由于噴泉流行為，第一射材料的流動(dòng)波前將一路向前形成額外的固化層。

3D打印技術(shù)與注塑成型技術(shù)的區(qū)別塑料注塑成型是指在一定溫度下，通過螺桿攪拌完全熔融的塑料材料，用高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成型品的方法。該工藝始于20世紀(jì)20年代，已有近百年的發(fā)展歷史，是目前使用非常廣泛、非常成熟的工業(yè)制造技術(shù)。在塑料制造產(chǎn)業(yè)中，3D打印與注塑成型經(jīng)常被拿來PK，關(guān)于3D打印是注塑成型的終結(jié)者的言論也比比皆是。

如果注入的原料過少，加上發(fā)泡量不足或固化速率過快，就會(huì)造成短射；但注入的原料過多，雖能充飽模穴，但后續(xù)的發(fā)泡行為就會(huì)產(chǎn)生大量廢料。Moldex3D PU化學(xué)發(fā)泡模塊目前支持的聚氨酯發(fā)泡制程，透過CAE模擬考慮熔膠在模腔中的固化動(dòng)力學(xué) (Curing Kinetics)和發(fā)泡動(dòng)力學(xué)(Foaming Kinetic)計(jì)算。

成型經(jīng)過加熱使其熔化，加壓沖模，再經(jīng)過加熱交聯(lián)固化，脫模后既得制品。 16 樹脂傳遞模塑 是將樹脂注入到閉合模具中浸潤(rùn)增強(qiáng)材料并固化的工藝方法。該項(xiàng)技術(shù)可不用預(yù)浸料、熱壓罐，有效地降低設(shè)備成本、成型成本。

Moldex3D軟件可以仿真模穴充填、交聯(lián)固化、翹曲變形、纖維排向、多材質(zhì)成型和其他客制化制程。

Moldex3D軟件可以仿真模穴充填、交聯(lián)固化、翹曲變形、纖維排向、多材質(zhì)成型和其他客制化制程。

固化反應(yīng)模擬樹脂在浸潤(rùn)纖維的同時(shí)會(huì)發(fā)生固化反應(yīng)，伴隨放熱和黏度變化（黏度先降后升， 最終固化）。仿真通過動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算固化度隨時(shí)間、溫度的變化，預(yù)測(cè)固化過程中的溫度場(chǎng) 分布，避免因局部過熱導(dǎo)致的熱變形、樹脂降解或固化不完全等問題。 應(yīng)力與變形模擬固化完成后，制件從模具中取出會(huì)因溫度變化和樹脂收縮產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變 形。