Negli ultimi anni, la produzione di prodotti in plastica di grandi dimensioni si è orientata verso la soluzione di problematiche di alleggerimento, alta resistenza e durabilità nel tempo.
Le fibre di vetro vengono aggiunte in molte parti in plastica per contribuire a realizzare questa riduzione del peso, e anche aumentare la durata del prodotto e resistenza agli urti, che sono i due criteri di base per il test di rispetto delle specifiche e dei requisiti del prodotto.
Nella produzione di manufatti rinforzati con fibre (FRP) sono tre i parametri principali che si considerano: l'orientamento delle fibre, la lunghezza delle fibre (previsione di rottura della fibra) e concentrazione di fibre.
Sono questi ifattori più importanti che influenzano il comportamento di riempimento, deformazione, nonché la resistenza strutturale del manufatto che alla fine determina o meno il successo di una produzione di prodotti FRP.
Gli sviluppi nel campo dell'analisi e simulazione relativi all'orientamento delle fibre e la lunghezza della fibra sono stati ben sviluppati negli ultimi anni.
Attraverso la tecnologia di simulazione CAE, gli utenti possono raggiungere previsioni accurate su questi due parametri per ottenere una migliore comprensione sui loro effetti in termini di deformazione del prodotto e resistenza meccanica.
Tuttavia, se riferiti alla concentrazione e la lunghezza della fibra; maggiore è il rapporto di concentrazione di fibra, maggiore sarà la viscosità. Una maggiore viscosità fa sì che il polimero fuso trovi difficoltà di scorrimento.
Per quanto riguarda gli sviluppi sullo studio della concentrazione: prima di tutto, nel 1956, una formula derivata dalla teoria di Maron e Pierce è stata utilizzata descrivere il fenomeno di un liquido in sospensione, dove la concentrazione del materiale di riempimento influenza la viscosità relativa del liquido.
Più tardi, nel 1980, Kitano, conil suo gruppo, ha condotto un esperimento su diverse cariche in sospensione tra cui fibre di vetro e fibre di carbonio, ed è stato in grado di convalidare la formula Maron e Pierce come coerente con il risultato dell'esperimento (Fig. 1).
Sulla base di entrambi gli studi di ricerca ed dei conseguenti esperimenti scientifici, Moldex3D è l'unico software di simulazione in grado di fornire una previsione completa su tutti i tre fattori principali: orientamento delle fibre, lunghezza della fibra, e la concentrazione fibra che influenzano direttamente le proprietà di prodotti FRP nello stampaggio ad iniezione plastica.
Moldex3D R13 ha lanciato la prima e attualmente l'unica capacità di simulazione disponibile sul mercato per "Fiber Concentrazione Prediction" al fine di colmare il divario presente nel software di analisi CAE.
Attraverso la simulazione numerica True3D delle parti, l'equazione di conservazione della frazione di volume delle particelle componenti può essere simulato dal potente codice di calcolo di Moldex3D. L'accuratezza della simulazione di Moldex3D è stato ulteriormente convalidata dal confronto fisico dei risultati delle simulazioni con i risultati sperimentali di Vélez-Garcia (et al.) pubblicato nel 2012; sia i risultati della simulazione ei risultati sperimentali mostrano che la distribuzione di concentrazione delle fibre influenza la viscosità del fuso che a sua volta influenza direttamente la velocità di riempimento (Fig. 2).
In sintesi, con la tecnologia d'avanguardia di Moldex3D sulla simulazione di concentrazione di fibre, gli utenti possono ottenere un'analisi completa su come l'orientamento delle fibre, lunghezza delle fibre e la concentrazione di fibre influenzano le proprietà del materiale di prodotti di FRP.
La precedente previsione, priva di concentrazione di fibre, è stata compensata dalle nuove funzionalità di simulazione di Moldex3D.
Il suo calcolo potente e veloce consente agli utenti di svolgere i compiti di simulazione per il loro prodotto FRP in modo affidabile, molto facilmente e raggiungere un elevato livello di accuratezza.
Il tempo necessario al processo di progettazione del prodotto e l'ottimizzazione può così essere drasticamente ridotto, contribuendo in ultima analisi ad elevare efficienza produttiva, ridurre time to market, e, più importante, concetti di design per prodotti FRP di forma più complessa, più leggere, ma più resistenti.