玻璃纖維氈增強熱塑性塑膠於壓縮成型之不同量測系統流變特性之研究

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题名:	玻璃纖維氈增強熱塑性塑膠於壓縮成型之不同量測系統流變特性之研究
作者:	簡澤宇;黃招財;陳令玨;林國賡;孫士博;王智偉;許嘉翔;張榮語
关键词:	壓縮成型;玻璃纖維氈增強熱塑性塑膠;壓縮流動;玻璃纖維與塑膠分離所導致之效應
日期:	2018-08-30
上传时间:	2019-02-27 12:10:31 (UTC+8)
摘要:	近年來產業輕量化產品的需求與日俱增，已成為世界各國努力之重點，其中纖維強化塑膠(Fiber reinforced Plastic, FRP)為研發重要主題，其中癥結為該等產品之特性深刻地依賴纖維排向、長度及密度分佈之影響。當利用傳統射出成型製作纖維強化塑膠時，雖可快速且大量製作，但最大的缺點為纖維易於螺桿行進中斷裂，導致強度無法符合規範。為此，許多研究者改採壓縮成型配上玻璃纖維氈強化熱塑性塑膠(Glass Mat reinforced Thermoplastics, GMT)，此方法因採用較緩和之壓縮製程，纖維可以事先布局再進行加工定型，惟實際運作時，仍產生許多問題，比如: 壓縮作動中纖維與塑膠如何運作，壓縮後產品巨觀尺寸精度如何變化，相對應之微觀纖維排向、長度及密度分佈之特性又是如何確定。另一方面，電腦輔助工程(CAE)雖然在傳統射出成型有一定之成熟度，但針對壓縮製程而言，從材料特性表徵，到學理與實務整合仍明顯不足。有鑑於此，本研究將設計並應用兩種不同之量測系統: 壓縮式流變儀與旋轉式平板流變儀兩種系統。我們將從學理推演，特性量測，數據擬合，整合至Moldex3D進行壓縮製程模擬分析；另一方面，我們也實際設計並進行壓縮製程實驗，同步探索內在機理。結果顯示利用模擬分析預測之壓縮力量隨壓縮間距變化之整體行為與實驗相當吻合；然而，在壓縮製程的初期與末期模擬預測與實驗有明顯的差異，其中壓縮製程初期的差異，可能是因為實際玻璃纖維氈強化熱塑性塑膠在預熱作動下會明顯膨漲導致壓縮力量量測之差異；另外，壓縮製程末期模擬預測的差異主要可能是玻璃纖維與塑膠分離所導致之效應(fiber-matrix separation phenomena)，此等發現應該對壓縮成型搭配玻璃纖維氈強化熱塑性塑膠系統有具體幫助。
關聯:	2018模具暨應用產業技術論文發表會論文集
显示于类别:	[化學工程與材料工程學系暨研究所] 會議論文

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