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培训视频 | 复合材料制造工艺试验设计

ESIGroup    2016/6/18  

 
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复合材料制造工艺试验设计
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ESI中国
演讲幻灯片:

ESI集团复合材料解决方案

在各行各业大量采用复合材料的时期,工程师们迫切需要使用模拟工具来掌握和提高其创造力和生产力。

ESI公司已经研发出一整套面向工业领域应用的仿真xxxx,能够逼真的模拟和微调复合材料制件的工艺过程。这套仿真xxxx主要是针对连续纤维增强热固性或热塑性树脂基组成的复合材料构件。复合材料构件的制造过程通常经历不同的操作工序。ESI提供的整套仿真xxxx不仅支持用户对单一的工序过程进行分析和优化,而且提供不同的工序之间的接口,支持从一个工序将材料历史(纤维方向的改变,固化度,温度分布等)传递到下一个工序。
 
PAM-FORM
支持分析干纤维布或预浸料的成型/热成型过程的模拟软件

PAM-RTM
支持分析复合材料液体成型和固化过程的模拟软件

PAM-DISTORTION
支持分析复合材料制件的制造过程中导致的残余应力和变形的模拟软件

CATIA V5的解决方案
CATIA V5环境下的PAM-RTM和PAM-QUIKFORM模块,复合材料设计和工艺模拟解决方案

塑料和毛毡材料的解决方案
支持分析塑料热成型和吹塑成型工艺的模拟软件

PAM-FORM
PAM-FORM支持真实的模拟和预测干纤维布或预浸料的成型过程。此软件是基于与各行各业(汽车,航空,航天)的单位合作项目研发出来的。PAM-FORM支持工程师选择最合适的材料,正确的模具设计和xx的工艺参数。在考虑成型过程的物理现象基础上,PAM-FORM支持用户预测和跟踪制造诱发的缺陷,比如褶皱,从而优化工艺参数修正缺陷。对层合板的每一层进行建模,从而支持用户预测成型过程中的内部褶皱或分层。这是一款现成的工业工具,用于辅助复合材料制造行业中的专业人员。
 
PAM-FORM能够帮助您做什么?
PAM-FORM支持工艺工程师和设计工程师定义和优化:
成型过程:冲压、热成型、隔膜成型、拉伸成型
夹紧系统
工艺参数:模具速度、压力、温度曲线、…
模具的设计
 
通过预测(每一单层板或者层合板)
褶皱
桥接
厚度
纤维方向
平面展开图
PAM-FORM包含以下材料模型:UD、NCF、织物、干布、预浸料、热塑性或热固性树脂

PAM-RTM
复合材料液态成型(LCM)是一种历史悠久的工业制造过程,是指将树脂注射或者浸润到纤维增强体中。LCM工艺广泛应用于复合材料行业,特别是用于生产热固性基体复合材料结构件,LCM工艺在创建高xxx的结构制件上有很大的潜力。

PAM-RTM是一款xxx高的仿真工具,能够模拟多样的LCM工艺过程:树脂传递模塑(RTM),真空辅助RTM(VARTM),真空辅助树脂注入(VARI),压缩RTM(CRTM)…
PAM-RTM软件帮助用户最小化生产缺陷制件的风险、掌握模具设计和制造过程;提供快速设计、xx分析工艺过程、模具优化以及最终设计的校核。PAM-RTM软件支持非等温填充分析、固化分析、考虑树脂在厚度方向的流动情况的实体建模分析。PAM-RTM软件的高性能求解器保证了工业实际件的计算时间,此计算时间与模型尺寸和其复杂性无关。

PAM-RTM软件降低了模具和注射/浸润过程的成本,加快了将产品推向市场的速度。
PAM-RTM软件支持对多种不同的工艺过程进行验证,从而选择树脂和纤维的xx结合方式。
 
PAM-RTM能够帮助您做什么?
PAM-RTM软件支持工艺工程师和设计工程师决定和优化:
注射方案(LCM工艺方案的选择)
注射压力或流速
模具温度(模具和树脂)
注胶口、出胶口、真空口的位置
导流网(类型和位置)
 
通过预测:
填充时间
固化度和固化时间
干斑
纤维冲刷
流动前沿速度
模具的压力
孔隙率
 
PAM-RTM软件的功能:
触发器功能:有条件的开启和关闭注胶口和出胶口
流速优化功能,从而最小化孔隙含量
考虑重力作用
铺覆模拟模块:预测预成型件的纤维角度变化
“one shot”功能:评估树脂最终填充位置和填充时间
注胶口优化功能:自动快速预估xx的注胶口位置
链式仿真:考虑“溢流”现象的填充分析-固化分析
与PAM-FORM和PAM-DISTORTION软件耦合

PAM-DISTORTION
PAM-DSITORTION支持预测连续纤维增强热固性树脂基复合材料构件在制造工艺过程中产生的残余应力和变形。

PAM-DISTORTION商业版软件在2013年9月第一次发布,是多年来在热-化学-力学分析中的研究和实验的结晶。它是由航空和风电行业的工业伙伴和项目共同支持研发出来的成果。

在复合材料工艺成型过程中,热固性树脂基复合材料经历了一个固化过程,树脂从液态变为固态。这个热-化学过程导致的残余应力最终会使制件发生变形。
 
工艺导致的变形量预测
 
在大多数行业里,控制复合材料制件的几何变形量是一个关键的挑战:高性能的航空结构件有紧密度公差;满足公差要求对于装配而言非常重要,特别是对于风机叶片这种非常大的制件来说。

PAM-DISTORTION软件可以作为昂贵且耗时的物理实验的替代方案。在实际做件前,使用软件预测工艺过程导致的变形量,从而使得模具和工艺参数的修正成为可能。

PAM-DISTORTION软件计算考虑了主要的影响因素的工件变形量,这些影响因素包括:层合板铺层、树脂热膨胀、固化收缩、固化温度和模具热膨胀。

CATIA V5的解决方案

 在CATIA V5环境下对复合材料制件进行设计和制造仿真分析的解决方案

ESI集团的CATIA V5 PLM,是指在PLM这个强大的建模环境下,直接给复合材料制件设计者提供一系列关于设计和制造问题的仿真解决方案的工具。
 
CATIA V5环境下的PAM-QUIKFORM,复合材料设计优化工具
利用CATIA V5环境下的PAM-QUIKFORM,用户可以通过排除会在后期导致制造问题的不合适的设计选择方案,从而在早期设计过程中做出阶段性的决策。

CATIA V5环境下的PAM-QUIKFORM通过直接将设计和工艺的知识嵌入CATIA LM环境下,最小化复合材料设计者的工作量。
支持直接基于CATIA V5复合材料设计模块(达索系统复合材料设计模块)建立的层合板定义信息,进行模拟分析。

支持CATIA V5中所有已存在的复合材料设计选项的使用。

CATIA V5环境下的PAM-QUIKFORM基于几何映射方法,可以预测选定的材料铺覆在模具上是否会存在潜在的问题。
 
CATIA V5环境下的PAM-RTM,RTM工艺和模具优化工具

CATIA V5环境下的PAM-RTM是一款易于使用的2D/3D模拟软件,能够模拟各种各样的基于复合材料液态模塑成型的工艺过程。支持优化工艺过程中直接影响模具填充过程中的压力分布的参数,如注射压力、流速、模具温度、合模力、注胶口位置、出胶口位置。

CATIA V5环境下的PAM-RTM将模拟算法无缝链接在CATIA V5和原本的几何模型中。

模具设计和模拟结果的直接链接提高了生产力、降低设计周期。支持直接在CAD模型上进行注射分析,在一个迭代改善的过程中保证了几何数据的一致性。单一的PLM环境避免了由于几何转换、转移、设计和模拟结果的动态通讯导致的信息丢失。
 
主要优势
通过直接基于CATIA V5复合材料设计模块中的铺层定义进行模拟,大幅度的增加了生产力,
直接输出平面展开图、2D/3D转换等设计选项到数字制造机器上能够节省大量的时间。
xx整合的应用大幅度的降低了设计周期,支持模具设计和模拟结果直接进行链接。
用户从强大的CATIA V5 3D-PLM合作的工程环境下直接受益。
联系我们:Dassault Systemes' PLM MarketPlace”

塑料和毛毡材料的解决方案


热成型和吹塑成型模拟
PAM-FORM的塑料和毛毡模块支持吹塑成型和热成型模拟,包括从一个简单的初步可成型评估到用于工业应用的完整虚拟热成型模拟。它提供不可超越的生产力提高、可成型性评估和工艺验证。

PAM-FORM模拟整个成型过程,支持在任何模具创建出来之前,在计算机上验证热成型模具和工艺过程。

使用PAM-FORM,用户可以预测褶皱、裂口、最终的厚度等等。迄今为止,只能通过实际的试模,制作模具来找到这些答案。然而通过这些模拟,成功的细化成型条件或几何,用户可以在成功生产模具之前才制作模具并进行微调。

PAM-FORM支持用户在设计过程中诊断和求解制作问题,修正和预防产品出现褶皱和过度变薄的缺陷,进而改善模具。

PAM-FORM支持设计工程师和工艺工程师:
修正:分析已经存在的模具,从而提高设计和工艺过程,减少碎片产生率,满足产品设计准则
预防:分析一套新的设计方案,在模具制造之前预测设计缺陷,避免昂贵的可成型性问题以及重新制造模具的时间和金钱成本。
 
优势:
前期预测生产过程中的成型问题
优化热成型过程和模具设计
提高材料的选择
培养创新性
节约金钱成本、降低时间成本

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