■科盛科技 技術支援處 / 賴民阡 工程師
前言
纖維增強塑膠常用於提高機械強度。為了避免纖維在射出成型過程中斷裂問題，一般多採用壓縮成型，即將纖維混合到預填料中，再將預填料放入預熱的模穴中直到固化，以保持長纖維的良好物理性能。然而在壓縮的過程中，壓縮行為會改變纖維排向，進而影響流動行為、產品強度和翹曲行為。為有效掌握纖維配向的影響，Moldex3D的壓縮成型模組支援設定纖維配向功能，可預測壓縮成型後纖維配向的變化。下面介紹如何在Moldex3D設置纖維配向及結果檢視。
功能介紹
當選擇含有纖維的材料時，可以在軟體中設置三種纖維配向：「空間隨機配向」、「平面隨機配向」和「單方向配向」。空間隨機配向表示纖維在預填料中沒有方向可循，纖維配向不會顯示在模型樹中；平面隨機配向則是纖維在預填料中隨機排列在指定的參考平面上，纖維配向可以在模型樹中顯示，纖維方向將以雙十字圖示顯示；單方向配向是纖維在預填料中，並且可以在指定的參考平面上設置纖維配向，纖維配向可以在模型樹中顯示，且會以已指定方向顯示。
使用限制
- 成型類型須選擇壓縮成型；
- 僅支援實體網格設置纖維方向；
- 材料應含有纖維。
操作步驟
步驟一：建立專案
在Studio預備好一個壓縮成型(CM)專案，包含了網格、材料與加工條件設定，操作流程與一般的CM專案相同。
步驟二：材料設置
成型類型選擇「壓縮成型」，並完成實體網格建置後，材料樹將會顯示纖維配向欄位。選擇含纖維材料，「纖維配向」列將顯示「未指定」，可以繼續從「纖維配向」下拉功能表中設置纖維配向。
註：若選擇非含纖材料，「纖維配向」列將顯示「無纖維」，且無法設置纖維配向。
步驟三：纖維配向設置
從纖維配向下拉功能表中打開纖維配向視窗，有三種類型的纖維配向可以設置，包括空間隨機配向、平面隨機配向及單方向配向。
- 空間隨機配向
-從纖維方向下拉功能表中選擇空間隨機配向。
-按兩下確定完成設置，因為沒有特定方向，不會顯示纖維方向。
- 平面隨機配向
-從纖維方向下拉功能表中選擇平面隨機配向。
-按兩下藍色手掌按鈕（圖2中藍線圈起的部分）以選擇要設置纖維方向的平面。
-按兩下確定完成設置，纖維方向將顯示為雙十字形。
- 單方向配向
-從纖維方向下拉功能表中選擇單方向配向。
-點擊藍色手掌按鈕（圖2中藍線圈起的部分）並選擇參考平面以設定纖維方向。在顯示當前設置的方向向量的模型上，以灰色顯示參考平面（紅色箭頭）。
-纖維方向設定部分，直接輸入纖維方向向量，再點兩下藍色手掌按鈕（圖2中藍線圈起的部分），並選擇兩個網格點作為纖維方向向量。
-按下「預覽」按鈕以顯示纖維方向。
-按下「確定」按鈕完成設置。
步驟四：結果解釋
分析完成後，可在充填分析中找到纖維配向的結果專案，並可透過切換多個時間步長來觀察纖維在壓縮過程中的變化；或者也可使用「影片」功能輸出動態纖維變化動畫。
資料來源
[1].本文經科盛科技授權後刊登，引自https://ch.moldex3d.com/blog/tips-and-tricks/predict-the-fiber-orientation-changes-in-compression-molding/
本篇文章經科盛科技授權後轉載。
