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熱塑性復合材料常使用玻璃纖維作為樹脂的增強成分，藉此提高成型制品的機械性能或耐熱性。熱塑性長纖復材（Long Fiber Reinforced Thermoplastics，以下將簡稱為LFRT或LFT）是近幾年來發展迅速的一類高性能復合材料，是將纖維（長度一般為10~15mm以上）與熱塑性樹脂基材經特殊的制程及設備造粒生產出的制品。

對復材內外表面設置熱表面屬性：假設外表面在巡航速度下，設對流熱交換系數為90W/m2/K；內表面為靜止空氣，設對流熱交換系數為4W/m2/K。邊界條件設為絕熱7.開始仿真，獲得溫度分布結果。

壓縮成型制程常被產業界用于制造復雜的復合材料產品(圖一)，其中片狀預浸材(Sheet Molding Compound, SMC)、玻璃纖維熱塑性材料(glass mat thermoplastic, GMT)及預浸料(Prepreg)成型，是實務上常使用的壓縮成型種類。

接著，將鋪覆的形狀考慮進Moldex3D壓縮成型模擬。效益提供前所未有的兩階段CAE模擬方法，賦予業界模擬鋪覆及壓縮片狀復合材料的能力精準的纖維排向預測能力加速產品開發時程，降低成本案例研究本案例中，北美Toyota研究中心(TRINA) 針對含碳纖維的熱塑性片狀預浸材(SMC)進行研究。此片材由不連續長纖維所構成。

?在 Ansys Workbench 環境中，提供一套短纖維復合材料仿真流程，可預測短纖維強化復材之射出成型件的熱機械行為。此流程整合Material Designer (處理材料特性)、Injection Molding Data (匯入射出成型模擬重要結果項)與 Ansys Mechanical (設定有限元素分析模型)。詳細信息可參閱 Ansys 提供有關于復合材料的文件。

壓縮成型是一種成型工藝，其中預填料被放入預熱的模穴中直到固化。近年來，纖維增強塑料已被用于提高機械強度。然而，纖維的一些重要物理性能在許多制造過程中很容易損壞。例如，當產品通過射出成型制程時，纖維的長度非常容易斷裂，導致許多預期的機械性能無法實現。為了克服纖維易斷裂的問題采用壓縮成型，將纖維混合到預填料中進行生產，以保持長纖維的良好物理性能。

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 2022更進一步將這些優點擴展至纖維復材的壓縮成型制程分析，協助用戶設計、優化大型纖維強化復材的制造工藝。除了完整支持纖維強化復材制程之外，隨著汽車輕量化與低油耗的要求逐年提升，Moldex3D早已將氣體輔助注塑、水輔助注塑、微細發泡（代表性技術：Trexel公司的MuCell?）、熱塑性塑料化學發泡等先進成型技術納入模擬預測的范圍，并已取得很好的驗證數據與使用經驗。

根據其公開專利和報告[1]，扁纖 (寬7 µm，長28 µm，FR = 4) 充填的熱塑性材料板，翹曲變形狀況顯然比添加一般纖維還要輕微[2]，其翹曲幅度改善了80%。然而目前的學術研究中，對于扁纖復材知之甚少，甚至連現有的尖端技術也無法模擬扁纖填料的成型過程，使其成為一個相當具挑戰性的難題。因此目前的首要之務是找出可預測扁纖復材強化產品效益的方法。

接著，將鋪覆的形狀考慮進Moldex3D壓縮成型模擬。效益 提供前所未有的兩階段CAE模擬方法，賦予業界模擬鋪覆及壓縮片狀復合材料的能力 精準的纖維排向預測能力 加速產品開發時程，降低成本案例研究本案例中，北美Toyota研究中心(TRINA) 針對含碳纖維的熱塑性片狀預浸材(SMC)進行研究。此片材由不連續長纖維所構成。

以下將介紹如何先用LS-DYNA進行預成形組件的鋪覆分析(Draping Analysis)，接著再以Moldex3D進行射出成型分析。 步驟1：在LS-PrePost的前處理過程中，開啟LS-PrePost 4.0，輸入薄殼網格模型(IGS file)，使用Auto Mesher來產生網格 (建議使用LS-PP 4.0或更新的版本) 。

3 復材機械性質 (Composite Material Properties) 指定編織類型：2D Woven、UD 和 無，表示復材的機械性質是由雙向編織、單向編織控制或沒有纖維。指定要使用實驗模型來考慮整個復材 (含塑料) 還是理論模型來僅考慮纖維布 (無塑料)。在各主軸方向及垂直方向指定非等向性的機械性質。

表1 國外商品化的熱塑性預浸料牌號除完善的材料體系外，國外在熱塑性復合材料的成型工藝方面也已發展了包括模壓成型、熱壓罐成型、隔膜成型、沖壓成型以及自動鋪放成型（Automated Fiber Placement, AFP）等多種成型工藝技術。其中，AFP 技術目前已成為熱塑性復合材料低成本快速成型工藝技術的代表。

混合制造機器的應用 △用于航空航天業的執行器組件展示了混合制造機器如何為現有金屬管添加復雜功能（來源：AMRC）混合制造適用于許多行業，任何依賴于金屬或熱塑性塑料精密制造部件的應用都將從混合制造技術中受益。特別適合的行業是：●航空航天：航空航天工業需要具有嚴格公差的耐熱、堅固、輕便的部件。混合制造可以用增強熱塑性塑料和鋁等金屬制造這些部件。

圖二 以AniForm模擬纖維織物鋪覆成型過程為了在后續的Moldex3D注塑模擬中，將成型過程產生的纖維織物扭曲現象納入考慮，因此先以AniForm進行復材成型模擬。圖三即為AniForm所預測部層壓板在成型過程中不同的變形狀況。這些變形將影響在最后完全閉模階段時平面內的剪切分布及纖維重新排向(如圖四)。

例如，PC/ABS材料的比熱容對其加工特性和產品性能有重要影響，高比熱容有助于注塑成型時保持溫度均勻，降低內應力，提高制品質量。國高材分析測試中心激光閃射導熱儀比熱容與熱導率（K）共同影響材料的冷卻速率。比熱容較高的材料需要更多熱量來改變溫度，因此冷卻時間較長，這在注塑成型中需要考慮以優化生產效率。

?在 Ansys Workbench 環境中，提供一套短纖維復合材料仿真流程，可預測短纖維強化復材之射出成型件的熱機械行為。此流程整合Material Designer (處理材料特性)、Injection Molding Data (匯入射出成型模擬重要結果項)與 Ansys Mechanical (設定有限元素分析模型)。詳細信息可參閱 Ansys 提供有關于復合材料的文件。

，復材變截面等結構，整理來說，厚度較薄時可采用薄殼單元處理。

翹曲變形為了在翹曲分析中帶入塑料及纖維布兩者機械性質的影響，在材料精靈中有不同方式來呈現復材迭層的材料性質：復材及纖維布。換句話說，指定纖維布充填前或充填完成后的機械性質，而后者要在充填分析后再納入流動的影響。此復材機械性質還要在跟模型中的纖維布排向耦合成個迭層的總體性質來接續流動分析模擬塑件的翹曲變形。