近年，長纖維複合材料已廣泛應用於汽車、消費性和工業領域。過去常利用玻璃纖維和碳纖維加入塑膠材料，在不顯著增加產品重量下強化機械和熱性能。纖維長度和玻璃纖維強化塑膠的機械性能提升有如圖一所示之關係。雖然加長纖維長度能大幅提升強度與耐衝擊性，然而，這些性能的提升也與纖維的排向有很大的關係。

舉例來說，因纖維優選排向，射出成型過程中的剪切流動會使纖維產生配向，造成產品性質的異向性，這多半適合於需要平行流動主軸方向而非垂直方向有較佳強度的產品。但在需要等向性收縮的產品，纖維無特殊配向的隨機分佈有助於避免翹曲。因此對於含纖維材料，為了決定產品性質、協助產品與模具設計、以及選擇加工條件，纖維配向必須被精確的預測。更多詳盡的纖維配向驗證資料收錄在本期電子報的會議論文部分。

圖一  複合材料性質隨纖維長度增加而提升 (Source: Plasticomp)

Moldex3D R11全新長纖配向預測模組，不僅短纖配向，甚至是長纖維也可精確的模擬。傳統纖維配向數學模型是利用由Folgar-Tucker推導之非等向旋轉擴散模型(ARD)來描述纖維間干擾，然而此一模型需要五個參數，其計算方式亦不有效率。Moldex3D R11利用了改良的非等向旋轉擴散模型(iARD)，在預測上大幅領先其他軟體的計算方式，再配合使用延遲主旋轉速率模型(RPR)，iARD提供了精準的纖維配向預測以及快速計算。特點包含：

• 只需三個具物理意義的參數，使用者可以輕易設定。
• 加速計算，對於高階四階配向張量計算可加快 50%。
• 不需要設定澆口處的初始配向條件，使用者操作起來更為簡易。
• 模擬長纖特性，包含不同基材、纖維彈性，以及流場影響。
• 更正確的在厚度方向上之纖維配向以及彈性模數分佈。

Moldex3D的預測正確性可由下圖二所示，利用中央進澆的圓盤試片為測試模型，對於A11張量，越大值代表在流動方向有較佳配向，下圖中實驗數據(方塊)與Moldex3D iARD模擬結果(紅色連續線)皆顯示於接近上下表層處(z/h=+-1)有較明顯配向，中心處(z/h=0)則趨於混亂。傳統ARD模型無法成功預測此一特性。

圖二  Moldex3D 的iARD長纖預測結果(紅色連續線) 明顯優於傳統ARD模型(虛線)，與實驗值吻合

Moldex3D 最新長短纖配向預測技術，可協助產品設計和模具開發業者更精準掌控產品品質。更多關於纖維配向的展示與案例，請上網站 www.moldex3d.com 來了解更多新功能與應用。