纖維強化塑膠在射出成型製程中熔膠流動與纖維耦合效應之探索

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題名:	纖維強化塑膠在射出成型製程中熔膠流動與纖維耦合效應之探索
作者:	黃招財;賴承鋐;黃聖杰;彭信舒;杜俊毅;許暐勳
關鍵詞:	纖維強化塑膠;熔膠流動與纖維耦合效應;纖維排向;微電腦斷層掃描
日期:	2021-07
上傳時間:	2021-08-26 12:13:11 (UTC+8)
出版者:	博士文創
摘要:	近年來玻璃纖維及碳纖維與塑膠構成之纖維強化塑膠(fiber reinforced thermoplastics, FRP)已經廣泛地應用於輕量化技術，用以支持「以塑代鋼｣減輕汽車重量，持續節能減排之努力。然而，纖維強化塑膠在經歷了射出成型製程中，高溫熔膠流動與纖維之間可能存有互相交互作用至今仍不完全清楚。為此，本研究將利用一個複合式幾何系統，內含有三個ASTM D638標準試片來探索熔膠流動與纖維之間的耦合效應。為了能深入瞭解其內涵，我們同時應用了數值(CAE)模擬分析與實驗方法進行此項研究。結果顯示，透過數值模擬分析進行纖維排向分布探討時，發現在靠近澆口區域(near gate region, RG)及試片中間區域(center region, CR)時，熔膠流動與纖維之間的耦合效應並不明顯。此時可能因為流場具有較強之剪切應力，此等應力將壓抑流動與纖維之間的耦合效應之發生。然而，在充填結束區域(end of filling region, ER)時，熔膠流動與纖維之間的耦合效應會讓在平行流動方向之纖維排向張量(A11)減小，同時會讓在垂直流動方向之纖維排向張量(A22)增強，形成A11與A22交錯現象發生，進而明顯改變纖維排向特性。另外，為了證明此等現象之真實性，此等纖維排向張量變化，可以利用微電腦斷層掃描(micro-CT)進行照射取得影像，再利用影像處理技術進行影像分析，再與數值(CAE)模擬分析結果比較後，獲得驗證。
關聯:	機械新刊 6(7), pp.44-57
顯示於類別:	[化學工程與材料工程學系暨研究所] 期刊論文

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