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我们把RTM模拟设定流程变简单了
 

【作者: 楊巡】2020年03月09日 星期一

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为了掌握树脂转注成型(RTM)制程中的成型过程,产业界会透过结合模流分析及结构分析软体,预测产品的可制造性并及时进行修正。当模拟专案所输入资讯与现场越接近,其结果越能贴近真实情境。


树脂转注成型(RTM)制程用於生产高分子强化复合材料产品,此制程广泛用於航太、风电、汽车、运动产业。此制程步骤分为铺覆纤维布阶段、充填阶段、加热熟化阶段、脱模阶段。为了掌握RTM制程中的成型过程,产业界会透过结合模流分析及结构分析软体,预测产品的可制造性并及时进行修正。模拟专案所输入资讯与现场越接近,其结果越能贴近真实情境。如织物排向的设定部份,使用者会使用结构分析软体 LS-DYNA进行铺覆分析;再使用Moldex3D RTM精灵功能,汇入LS-DYNA分析结果自动生成网格,并进行映射排向。


在Moldex3D 建立RTM专案时,需以Moldex3D-Mesh 中RTM Wizard生成实体网格设定织物排向。新版本Moldex3D R17针对生成网格以及排向设定流程进行优化,将生成网格流程中的许多步骤省略或合并,改善以往叠层较多时需重复执行相同步骤的情形。


此外,新版本也提供使用者在设定的阶段,藉由设定群组数目、不同的厚度,一次生成多叠层实体网格与区分叠层群组。


铺覆过程转角处织物拉伸会导致纤维排向、织物材料性质改变,进而影响树脂流动行为。RTM Wizard设定织物排向的步骤,支援汇入铺覆分析结果网格功能,此功能可将LS-DYNA铺覆分析的排向结果映射至使用者建立的实体网格,藉此让模型中转角处排向设定更贴近现场铺覆的织物排向。


为了加速熟化,RTM制程会在熟化阶段升高模具温度加速树脂反应。Moldex3D提供了熟化温度多段设定功能,让设定熟化阶段温度步骤可以更简化且顺畅。使用者可透过设定层群组数与叠层厚度,一次生成多层的实体网格(图一)并映射LS-DYNA排向(图二),最终将经前处理後的网格输入至Moldex3D Studio中以进行後续分析(图三)。图四则是熟化阶段模温多段设定与模拟结果。



图1 : RTM Wizard 同时长出多层实体网格功能
图1 : RTM Wizard 同时长出多层实体网格功能

图2 : RTM Wizard映射 LS-DYNA排向功能
图2 : RTM Wizard映射 LS-DYNA排向功能

图3 : 将网格档输入至Studio以进行分析
图3 : 将网格档输入至Studio以进行分析

图4 : 熟化阶段模具温度的多段设定
图4 : 熟化阶段模具温度的多段设定

由於RTM叠层结构复杂,建立模拟专案所需要的前处理时间非常长,因此Moldex3D针对使用者常见的问题,特别开发新的功能来优化设定流程,减少了许多前处理不必要的设定步骤。如此一来,使用者将可更专注於模拟结果的讨论以及解决生产所遇到的问题。


(本文作者杨巡为科盛科技研究发展部工程师)


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