壓縮成型優化纖維強化複材成型條件

壓縮成型優化纖維強化複材成型條件

狹義來說，纖維強化複材指的是高分子複材，其基本組成分為纖維陣列和高分子基材。纖維主要負責承受負載，提高複材的剛性和強度；高分子基材則負責固定和保護纖維，並提供複材韌性及其他需求，如：耐腐蝕性和耐熱性。纖維強化複材可以是熱固性塑膠也可以是熱塑性塑膠，過去主要以Epoxy和PU等熱固性塑膠為主，因為其具有較佳的機械性質。近年來由於材料性能提升、輕量化和環保法規的要求，以及成型週期和產能的需求，PP、PA等熱塑性複材逐漸取代熱固性複材。但不論是哪種基材，纖維強化複合材料一般可生產出片材半成品，如：熱固的SMC、BMC、預浸料或熱塑的GMT，然後再直接壓縮成型製成指定形狀的產品。

壓縮成型是一種高產量及高壓力的加工方法，適合用來製造成型複雜且高強度的纖維強化複材，被廣泛應用在汽車部件，如：保險桿、引擎外殼、擾流板及其他更小更複雜的零件。通常是將預熱的成型材料置入開放加熱的母模中，合模後透過公模施加壓力迫使材料填滿整個模穴，維持壓力直到產品熟化或固化後開模即可得到產品。與轉注成型或射出成型相比，壓縮成型的優點在於能夠以相對低的成本生產大型的複雜產品，並且產生較少廢料，因此適合較昂貴的材料；此外，其成型的壓力分佈也比較均勻。然而，其缺點是不同模次間的產品一致性較差，毛邊的問題也較難被控制，且並非所有的產品類型都適用。一般來說，壓縮成型除了品質上的規範外，成形條件通常會注意幾個重點：1)需要的原料量 2)適當的加熱或冷卻技術 3)壓縮所需要的力 4)壓縮時間。過多的原料會造成壓縮困難及嚴重毛邊，原料不足則會造成產品缺陷或發生翹曲；加熱或冷卻設計不當會使產品成型週期過長，壓縮力或時間不足則可能導致成品無法達到適當的形狀。

Moldex3D 壓縮成型，不僅可自動的建立壓縮區域，並透過精靈模式簡單的完成壓縮條件和壓縮行程的設定(如圖一及圖二)。壓縮成型模組也提供完整的壓縮分析結果，透過三維模擬與可視化技術，真實呈現實驗難以觀察到的成型過程(如圖三)。對於壓縮力等常見的觀察重點，Moldex3D壓縮成型模組也提供壓縮力響應和溫度、壓力分佈等結果，幫助纖維強化複材進一步達成成型條件優化。