Dlaczego precyzyjna analiza orientacji włókien ma znaczenie?

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.

Jak przebiega analiza orientacji włókien w module Moldex3D Fiber?

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

Wyniki analizy orientacji włókien w module Fiber

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

Analiza Moldex3D orientacji cząstek wypełniacza w postaci płatków

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

opracował
Piotr Menchen
piotr.menchen@gmsystem.pl

CTA_zapraszamy_na_strone_moldex3D_tips_and_tricks