纖維強化熱塑性複合材料(FRT)常用於汽車及航太產業，以減輕車輛重量和改善燃油效率。處理FRT的方式包括快速、高自動化的壓縮成型和射出成型技術，將纖維和樹脂運送至模腔。纖維強化塑料的非等向性流動行為主要取決於纖維排向狀態。

Moldex3D壓縮成型模擬

以實務上的壓縮成型的片狀玻璃熱塑性塑料(GMTs)而言，纖維排向所產生的非等向性流動，會使圓盤狀的產品被擠壓成為橢圓形。一般情況下，純樹脂在射出成型中的熔膠波前是平滑的，且以自由表面往外延伸。已知當長纖/短纖熔膠的纖維濃度較高時，會產生一些特定且不規則的流動特徵，亦即自由表面會沿著模腔內以較快的速度前進。

在Moldex3D與美國普渡大學合作的研究中，普渡大學複合材料製造及模擬中心的Dr. Favaloro及Prof. Pipes提出了IISO (informed-isptropic)黏性理論，Moldex3D則將此應用至模擬軟體中。透過Moldex3D射出成型和壓縮成型非等向性流動模擬，是很重要的。最近Moldex3D IISO模型也獲得美國專利，並發布於科學期刊。

Moldex3D的模擬中，在壓縮成型系統內最初的纖維配向分布是X軸單向，材料為聚丙烯(200°C)加上25%的長玻璃纖維(展弦比L/D=360)，最終的流動波前明顯由原本的圓形轉變成橢圓。此外在模擬結果中，添加50wt%短玻纖(展弦比L/D=20)的Polyamide66，流動波前也顯示自由表面會沿著側壁以較快的速度前進。

到目前為止，即便是要使用最頂尖的CFD軟體模擬此纖維排向所導致的非等性流動行為，仍是一大挑戰。因此IISO黏性理論對於掌握非等向性流動，是非常關鍵的技術。在Moldex3D現行版本的纖維耦合分析技術，可廣泛運用於射出及壓縮成型產業，幫助預測纖維複材的製造。

（本文作者為科盛科技研究發展部專案經理曾煥錩博士）