由於长纤维强化热塑性复合材料(LCFRT)能满足产品安全和耐用的需求，且碳纤维的机械特性也比天然纤维强韧，因此常被用来作为轻量化的汽车材料。在实务上，从射出成型的纤维产品上，可观察到典型层状结构，如皮层、核心层等。长纤维的非等向性纤维配向，会影响成品的机械性质。然而在处理长纤维以及纤维浓度高的产品时，如何预测非等向性纤维配向，是一项很大的挑战。到目前为止，以模拟的方式探讨各种纤维复材的纤维配向变化之案例并不多。

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Moldex3D纤维配向预测带来长纤维复合材料的益处

本案例以聚丙烯(PP)和聚?涞6,6(PA66)的高分子聚合物组合进行探讨。使用的原料是长纤维强化热塑性复合材料，包含了50wt% LCF/PP和50% LCF/PA66。

图1为边缘浇囗模具充填的PNNL板状产品，由西北太平洋国家实验室(PNNL)所设计，尺寸为178mm x 178mm x 3.175mm。有别於过去模式，透过塑胶射出CAE软体Moldex3D的创新纤维配向理论模式━━iARD-RPR模型，只需要三个叁数，能够精确预测出射出成型制程中的纤维配向。图2为该产品中间区域(B区，平板的中间)厚度方向的纤维配向分布，可看出模拟预测与实验结果所呈现的数据相当一致。

复合材料的性质分析模拟软体Digimat-MF(MSC Software和e-Xstream engineering) 是透过微观力学模型Mori-Tanaka模式，来计算纤维强化热塑性复材的机械性质。根据所预测的纤维配向资讯，我们运用Digimat-MF得出一个在流动方向的杨氏模数E₁。图3是标准化产品厚度的杨氏模数分配，经比较後发现50wt% LCF/PA66 > 50wt% LCF/PP。平均厚度系数E₁值与实验结果如图4所示。大致上而言，预测的E₁结果准确度尚隹。而在添加了一样纤维浓度的50wt% LCFs之後，发现PA66的强化效果比PP还要好(图5)。

整体而言，目前汽车用的长纤维强化热塑性复合材料之纤维排向，已可透过整合Moldex3D纤维配向预测结果和 Digimat-MF获得准确预测，并确保其结构强度。要设计高品质且几何度复杂的塑胶产品，牵涉到流动方向的变化、是否有肋条设计，以及厚度和孔洞的变化等；因此如何决定最适合的叁数组合，以得到最隹的纤维排向，在未来的研究中的一大关键。