CAE壓縮成型優(yōu)化纖維強化復材成型條件

狹義來說，纖維強化復材指的是高分子復材，其基本組成分為纖維數(shù)組和高分子基材。纖維主要負責承受負載，提高復材的剛性和強度；高分子基材則負責固定和保護纖維，并提供復材韌性及其他需求，如：耐腐蝕性和耐熱性。纖維強化復材可以是熱固性塑料也可以是熱塑性塑料，過去主要以Epoxy和PU等熱固性塑料為主，因為其具有較佳的機械性質。近年來由于材料性能提升、輕量化和環(huán)保法規(guī)的要求，以及成型周期和產(chǎn)能的需求，PP、PA等熱塑性復材逐漸取代熱固性復材。但不論是哪種基材，纖維強化復合材料一般可生產(chǎn)出片材半成品，如：熱固的SMC、BMC、預浸料或熱塑的GMT，然后再直接壓縮成型制成指定形狀的產(chǎn)品。

壓縮成型是一種高產(chǎn)量及高壓力的加工方法，適合用來制造成型復雜且高強度的纖維強化復材，被廣泛應用在汽車部件，如：保險桿、引擎外殼、擾流板及其他更小更復雜的零件。通常是將預熱的成型材料置入開放加熱的母模中，合模后透過公模施加壓力迫使材料填滿整個模穴，維持壓力直到產(chǎn)品熟化或固化后開模即可得到產(chǎn)品。與轉注成型或射出成型相比，壓縮成型的優(yōu)點在于能夠以相對低的成本生產(chǎn)大型的復雜產(chǎn)品，并且產(chǎn)生較少廢料，因此適合較昂貴的材料；此外，其成型的壓力分布也比較均勻。然而，其缺點是不同模次間的產(chǎn)品一致性較差，毛邊的問題也較難被控制，且并非所有的產(chǎn)品類型都適用。一般來說，壓縮成型除了質量上的規(guī)范外，成形條件通常會注意幾個重點：1)需要的原料量 2)適當?shù)募訜峄蚶鋮s技術 3)壓縮所需要的力 4)壓縮時間。過多的原料會造成壓縮困難及嚴重毛邊，原料不足則會造成產(chǎn)品缺陷或發(fā)生翹曲；加熱或冷卻設計不當會使產(chǎn)品成型周期過長，壓縮力或時間不足則可能導致成品無法達到適當?shù)男螤睢?/p>

Moldex3D 壓縮成型，不僅可自動的建立壓縮區(qū)域，并透過精靈模式簡單的完成壓縮條件和壓縮行程的設定(如圖一及圖二)。壓縮成型模塊也提供完整的壓縮分析結果，透過三維模擬與可視化技術，真實呈現(xiàn)實驗難以觀察到的成型過程(如圖三)。對于壓縮力等常見的觀察重點，Moldex3D壓縮成型模塊也提供壓縮力響應和溫度、壓力分布等結果，幫助纖維強化復材進一步達成成型條件優(yōu)化。

圖1 產(chǎn)品模型與壓縮區(qū)域

圖二 壓縮條件設定與壓縮行程

圖三 不同壓縮百分比的流動波前時間

圖四 溫度與壓力分布

圖五 壓縮力響應