Moldex3D模流分析之SMC成型 – 复材压缩的模拟演变

压缩成型是一种成型工艺，其中预填料被放入预热的模穴中直到固化。近年来，纤维增强塑料已被用于提高机械强度。然而，纤维的一些重要物理性能在许多制造过程中很容易损坏。例如，当产品通过射出成型制程时，纤维的长度非常容易断裂，导致许多预期的机械性能无法实现。为了克服纤维易断裂的问题采用压缩成型，将纤维混合到预填料中进行生产，以保持长纤维的良好物理性能。一般来说，行业一般采用试错法来消除问题，但效果一般不是很好。其原因是：1.纤维配向会影响零件翘曲和强度 2.在压缩过程中，纤维配向会不断的改变。 因此，Moldex3D的压缩成型模块支持设定纤维配向功能，允许用户使用软件来预测压缩成型后，纤维配向的变化。下面介绍如何在Moldex3D中设置纤维配项以及结果检视。

功能介绍及操作流程

-功能介绍

当选择具有纤维的材料时，可以设置三种纤维配向：空间随机配向，平面随机配向和单方向配向。空间随机配向表示纤维在预填料中，没有方向可循，光纤配向不会显示在模型树中; 平面随机配向意味着纤维在预填料中，随机排列在指定的参考平面上。纤维配向可以在模型树中显示，纤维方向将以双十字图标显示; 单方向配向意味着纤维在预填料中，并且可以在指定的参考平面上设置纤维配向。纤维配向可以在模型树中显示，纤维方向将会将会已指定方向显示。

•使用限制

1.使用者需要为成型类型选择压缩成型。

2.仅支持实体网格设置纤维方向。

3.材料应含有纤维。

-操作步骤

•操作流程

I.建立项目

              从Studio开始，预备好一个压缩成型(CM)项目，包含了网格、材料与加工条件设定，操作流程与一般的CM项目相同

II.材料设置

当成型类型选择「压缩成型」，并完成实体网格建置后，材料树将会显示纤维配向字段。选择含纤维材料：「纤维配向」列将显示「未指定」，您可以继续从「纤维配向」下拉菜单中设置纤维配向。注: 选择非含纤材料：「纤维配向」列将显示「无纤维」，并且  无法设置纤维配向。

I.纤维配向设置

从纤维配向下拉菜单中打开纤维配向窗口。 它有三种类型的纤维配向可以设置：空间随机配向，平面随机配向，单方向配向。

1.空间随机配向

i.从纤维方向下拉菜单中选择空间随机配向。

ii.双击确定完成设置，因为没有特定方向，不会显示纤维方向。

2.平面随机配向

i.从纤维方向下拉菜单中选择平面随机配向。

ii.双击OK按钮以选择要设置纤维方向的平面。

iii.双击确定完成设置，它将把纤维方向显示为双十字形。

3.单方向配向

i.从纤维方向下拉菜单中选择单方向配向。

ii.按键OK并选择参考平面以设定纤维方向。在显示当前设置的方向向量的模型上，以灰色显示参考平面 (红色箭头)。

iii.纤维方向 设定

a.直接输入纤维方向向量。

b.双击 OK按钮并选择两个网格点作为纤维方向向量。

iv.按下 「预览」 按钮以显示纤维方向。

v.按下「确定」按钮完成设置。

i.结果解释

分析完成后，可以在充填分析中找到纤维配向的结果项目，并且可以通过切换多个时间步长来观察纤维在压缩过程中的变化，或者可以使用「影片」功能输出动态纤维变化动画。