Fiber
섬유 배향 해석 모듈
섬유 배향 해석 모듈을 사용하는 이유
섬유 보강 재료(FRP)는 산업계에서 흔히 사용되고 있는 주요 재료로 중량 변화가 매우 적은 조건에서 플라스틱 재료의 열 및 기계적 특성을 강화할수 있습니다. 특히 섬유 길이, 배향 및 농도는 이러한 특성에 큰 영향을 미칩니다. 섬유 길이를 증가하여 제품의 강도를 높일 수 있으며 사출 공정에서 발생하는 재료의 유동에 의한 섬유 배향은 재료의 이방성을 유발합니다. 따라서 제품의 품질 안정성을 유지하기 위해 섬유 길이 및 배향의 예측은 사용자가 최적의 설계와 공정 조건을 얻기 위해 매우 중요합니다.
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Moldex3D Fiber는 3D 섬유 배향에 대한 정확하고 상세한 시뮬레이션 결과를 제공하여 섬유 보강 제품의 이방성 수축을 제어할 수 있도록 도움을 줍니다. 섬유 배향으로 인한 기계적 물성 차이를 시각화하고 분석하여 변형을 예측할 수 있습니다. 정확한 섬유 배향과 이방성 수축 예측을 통해 사용자는 변형 제어, 비용 절감, 강도 향상 등의 목적을 달성할 수 있습니다.
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Challenges
  1. 짧은 섬유와 긴 섬유 보강 재료에 대한 배향, 섬유 길이 파손 및 농도 예측
  2. 섬유 길이, 직경 및 농도를 정의해 수축 및 변형 평가
  3. 제품 및 Weld Line 영역의 강도 제어
  4. 다양한 유형의 Filler (Short / Long / Flake 등)에 대한 시뮬레이션 지원
  5. 이방성 열 및 기계적 특성을 고려
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Moldex3D 솔루션
섬유 보강 복합재료 모델을 사용하여 탄성 계수, 선형 열 팽창 계수(CLTE), 기계적 성능 등과 같은 이방성 특성 분포를 예측
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섬유 배향 예측
제품 단면의 섬유 배향 분포
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Folgar-Tucker 모델, ARD 모델 및 iARD-RPR 모델로 3D 섬유 배향 시뮬레이션 수행
  1. 개량된 이방성 회전 확산(iARD) 기술을 RPR 모델과 조합하여 적용
  2. iARD-RPR은 Moldex3D가 특허 출원한 모델링 방법론
  3. Acceleration Computing : 새로운 4th-Order Orientation Tensor를 개발해서 섬유 배향 계산을 최소 40~50% 가속화하며, 사용자는 재료 입력 조건을 지정할 필요 없음
  4. 긴 섬유의 매트릭스 구조와 섬유 유연성을 고려한 섬유 배향의 중요한 특성을 고려
  5. 모델 Parameter의 수를 줄이고 짧은/긴 섬유에 최적인 기본 Parameter를 제안
  6. Core영역의 정확도 향상
섬유 배향 예측 : Moldex3D 결과와 실험 결과의 높은 일치성
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섬유 길이 분포 예측
  1. 충전 직후 제품의 섬유 길이 분포를 시각화
  2. 게이트 영역의 섬유 파손 현상을 관찰 가능

판상 입자(Flake) 배향 예측
  1. 판상 입자 배향에 따른 기계적 특성 및 변형 예측
  2. 제품 외관의 흐름 자국 및 Weld Line 예측


Moldex3D FEA Interface와 Moldex3D Digimat-RP를 통해 이방성 열/기계적 특성을 출력하여 주요 구조 시뮬레이션 소프트웨어에서 활용
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