樹脂流動解析熱硬化性樹脂の硬化収縮を要因としたそり解析

  • 熱硬化性樹脂の充填・保圧冷却過程における硬化反応を予測したい
  • 熱硬化反応に伴う発熱や粘度上昇、熱硬化収縮を考慮した解析を行ないたい

PlanetsXには、熱硬化反応解析オプションが用意されています。
このオプションを利用すると、熱硬化性樹脂の充填・保圧冷却過程において、硬化反応を考慮しながら解析することが可能です。
熱硬化反応に伴う発熱や粘度上昇、熱硬化収縮を考慮した解析が可能になっています。
本検討では、熱硬化性樹脂の流動解析の出力である硬化収縮をそり解析の要因とした事例を紹介します。

解析形状とメッシュ

解析形状(3D CAD)データと、それを基に作成した解析用メッシュを示します。
PlanetsXでのプリ処理は、基本的にANSYS Workbenchの機能をそのまま利用できます。必要に応じて種々のメッシュ分割方法を選択し、メッシュを作成することが可能です。


図1.読み込んだParasolidファイル

図2.メッシュ分割図

【解析結果1】熱硬化収縮と硬化反応率

図3に熱硬化性樹脂(エポキシ)の、ゲル化点から離型までの収縮率を示します。
収縮率としては「ゲル化点〜常温」、「P(圧力)=0〜離型」、および「P=0〜常温」の出力が可能です。
また硬化反応率の経時変化も出力可能となっています。(図4)


図3.エポキシ樹脂の熱硬化収縮

図4.エポキシ樹脂の硬化反応率

【解析結果2】熱硬化性樹脂のそり変形


図5.エポキシ樹脂のそり変形
PlanetsXでは収縮率から求めた初期歪や、離型時温度と室温との差から求めた温度荷重をそりの要因としています。熱硬化性樹脂では初期歪のそりの起点として、ゲル化点や圧力=0などを選択できるようになっています。
図5は、初期歪としてゲル化点から離型までの収縮を考慮し、離型後は温度荷重からそりを求めています。

解析種類

※この事例では、ANSYSに加えて以下のライセンスが必要です。
ANSYS Workbench版 射出成形CAEシステム PlanetsX

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