Tworzywa polimerowe w Moldex3D Fiber

Dokładniejsza analiza orientacji włókien w module Moldex3D Fiber dzięki nowemu, unikalnemu modelowi obliczeniowemu

Tworzywa polimerowe wzmacniane włóknem są powszechnie stosowane w wielu gałęziach przemysłu ze względu na możliwość uzyskania znacznej poprawy własności termicznych i wytrzymałościowych przy jednocześnie niewielkim wzroście ich masy. Na użytkowe własności tych materiałów ogromny wpływ ma długość zastosowanych włókien oraz ich orientacja w produkcie końcowym. Dlatego też możliwość prawidłowego przewidywania tych czynników jest niezwykle ważna dla konstruktorów w dążeniu do uzyskania optymalnego projektu i doboru właściwych parametrów procesu.

Moduł Fiber oprogramowania do symulacji procesu wtrysku Moldex3D wykorzystuje unikalny, opatentowany model obliczeniowy orientacji włókien iARD-RPR (improved Anisotropic Rotary Diffusion model combined with Retarding Principal Rate), który znacznie zwiększa dokładność przewidywania ułożenia włókien w produkcie. Dla wyników analizy orientacji włókien dostępne są różne warianty wizualizacji, które ułatwiają ocenę efektów procesu wtrysku (rys. 1). Dodatkowo możliwa jest teraz symulacja  uwzględniająca charakterystyki długich włókien i zjawisko ich łamania w cylindrze wtryskarki i w przewężkach układu wlewowego (rys. 2). Innym istotnym parametrem dla tworzyw wzmacnianych włóknem, który można analizować w Moldex3D, jest stopień koncentracji elementów wypełniacza w objętości wypraski. Moduł Fiber pozwala również analizować orientację innych typów wypełniaczy stosowanych w tworzywach polimerowych (np. w formie płatków - rys. 3) oraz jej wpływ na odkształcenia i własności wytrzymałościowe wyrobu, jak również na wygląd jego powierzchni  - uzyskaną intensywność koloru tworzywa.  Wyniki symulacji orientacji włókien mogą zostać wyeksportowane z Moldex3D do innych systemów CAE, dzięki czemu wykonywane w nich analizy wytrzymałościowe będą lepiej odzwierciedlały rzeczywiste własności materiałów wzmacnianych włóknami.

Rys. 1. Moldex3D dostarcza wiele wariantów wizualizacji wyników analizy orientacji włókien

Rys. 2. Porównanie wyników rozkładu długości włókien wypełniacza dla symulacji Moldex3D nie uwzględniającej zjawiska łamania włókien (po lewej) i po jego uwzględnieniu (po prawej)

Rys. 3. Analiza Moldex3D orientacji cząstek wypełniacza w postaci płatków

opracował
Piotr Menchen