مقدمه
تکنولوژی شیشه خودرو … با توجه به تکامل صنعت شیشه و تغییرات در تکنولوژی ساخت شیشه، ضرورت آشنایی با این تکنولوژی‌ها به‌منظور بالا بردن سطح پیشرفت شرکت‌های خودروسازی و ضرورت استفاده از شیشه‌هایی با قابلیت و تکنولوژی بالاتر در خودرو های مدرن، احساس می‌شود.
شیشه‌ها همواره نقش اساسی در زیبایی خودرو دارند و علاوه بر آن با ایمنی سرنشینان نیز بسیار ارتباط دارند. ازاین‌رو پرداختن به آن‌ها نقشی کلیدی در تکنولوژی، برای مدرن شدن خودروها دارد. در ابتدا لازم است با تکنولوژی ساختار و لعاب شیشه خودرو آشنا شویم.
لعاب شیشه خودرو
الزامات موردنیاز برای لعاب شیشه خودرو براقیت بالا، پوشش عالی و برخورداری از بالاترین فام مشکی میباشد. رنگ سرامیکی شیشه خودرو بیانگر لعاب شیشه‌ای هست که بر روی شیشه خودرو در طول فرآیند خم در دمای بالا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت می‌بیند و پس‌ازآن یک لایه معدنی شیشه‌ای تشکیل می‌شود. این لایه از یک جزء معدنی یعنی پودر رنگ و یک جزء آلی یعنی روغن چاپ تشکیل می‌شود. محتوای پودر رنگ ۷۵ تا ۸۶ درصد WT در خمیر چاپ در چاپ سیلک متفاوت است.
در طول فرآیند فرم دهی، در فرآیندهای خم کردن شیشه خودرو، لعاب سرامیکی مخصوص چاپ بر روی سطح شیشه اتومبیل، شیشه در تماس با صفحه دستگاه پرس قرار میگیرد. لعاب ذوب شده در طول فرایند باید فشار اعمال شده را تحمل کند و همچنین نباید پوشش لعابی به صفحه پرس بچسبد. درواقع نباید هیچ اثری بر روی دستگاه پرس بماند. چراکه با ماندن اثر بر روی دستگاه پرس و وارد شدن آسیب، شیشه نرم شده تغییر شکل میدهد.
خواص antistick[1] (ماده‌ای برای جلوگیری از چسبندگی):
این ماده تغییراتی در ترکیب خمیر ایجاد میکند که برای جلوگیری از تغییر شکل نامطلوب مؤثر است. البته میزان نچسبی antistick بسته به نوع سیستمهای پرس متفاوت است.
پنجره عقب خودروها اغلب با خمیر نقره رسانا با قابلیت رسانایی گرما به همراه پوشش سرامیکی چاپ شده در کوره پخته می‌شود. در طی یک فرایند تبادل یونی به‌طوری که ذرات حمل شونده یون‌های نقره هستند، توسط نیروهای داخل مولکولی در رنگ سرامیک متخلخل اتفاق می‌افتند. رنگ شیشه‌ای قهوه‌ای مایل به زرد نتیجه کاهش یون‌های نقره و نتیجه فرایند ذکر شده هست.
انتقال لعاب در فرآیند چاپ در درجه اول به ضخامت و دانسیته لایه پخت بستگی دارد. همچنین ضخامت لایه چاپ (ضخامت لایه مرطوب و درنهایت ضخامت لایه پخت تا حد زیادی تحت تأثیر عواملی مانند ویسکوزیته لعاب، سایز مش، پوشش روی صفحه چاپ و تنظیمات دستگاه قرار میگیرد).
شیشههای خودرو در حال حاضر به دو دسته قابل تقسیم هستند:
۱- شیشههای Laminated[2]
۲- شیشههای Tempered[3]
۱-شیشه Laminated:
در این نوع شیشه ها یک فیلم پلاستیکی به نام بوتیرال پلی وینیل PVB(Polyvinyl Butyral) به‌عنوان رکن اصلی قرار دارد و دولایه شیشه در طرفین این فیلم قرار میگیرد. کارکرد اصلی PVB در هنگام شکستن شیشه و تصادف است؛ چراکه از پرتاب شدن خرده های شیشه که باعث ایجاد آسیب برای سرنشینان خواهد شد، جلوگیری خواهد کرد. درواقع در اثر ضربه‌های شدید به هیچ‌وجه نمی‌ریزند و چسبیده به طلق باقی می‌مانند.
غشاء پلاستیک، شیشه را در زمان شکست در جای خود نگه می‌دارد که به کاهش جراحات ناشی ازپرتاب شیشه کمک میکند. لایه می‌تواند تا زمانی که به شیشه چسبیده است منبسط شود. سوراخ کردن شیشه لایه‌ای، در مقایسه با شیشه پنجره معمولی خیلی مشکل است. شیشه ایمن لایه‌ای به ساکن نگه‌داشتن سرنشینان وسیله نقلیه کمک میکند و در هنگام تصادف به خاطر خاصیت ارتجاعی از پرتاب سرنشینان به خارج از خودرو ممانعت میکند.
از دیگر خواص PVB می‌توان به جلوگیری از ورود اشعه UV تا ۹۵% اشاره کرد؛ که معمولاً با رنگی کردن قسمت بالایی از شیشه جلو ایجاد می‌شود. همچنین از انتقال صدا با فرکانس بالا نیز جلوگیری میکند.
از نقاط جالب توجه این نوع شیشه ها قابلیت ترمیم ترک (ترک جزئی) است. درواقع تنها شیشه بیرونی ترک می‌خورد و تا چند روز بعد هم ترمیم می‌شود و به شیشه داخلی آسیبی وارد نمیشود. در ابتدا از این نوع شیشه برای شیشه جلوی خودرو، و امروزه برای شیشه عقب و شیشههای جانبی هم استفاده می‌شود. همچنین امکان تولید محصولاتی با رنگ‌های متنوع، باعث استفاده روزافزون از شیشههای چندلایه گردیده است.
لعاب سرامیکی مخصوص شیشه لمینیت خودرو:
به مدت ۴ تا ۸ دقیقه در دمای ۵۶۰-۶۴۰ درجه سانتی گراد پخته می‌شود.
رنگ آن‌ها مشکی نیمه براق است. مقاومت شیمیایی بالا، پوشش عالی، برخورداری از بالاترین فام مشکی از خواص آن میباشد.
۲-شیشه های Tempered:
نام دیگر آن‌ها Toughened یا شیشه سکوریت نیز هست. این شیشه ها در یک سیکل حرارتی ۶۰۰-۷۰۰ پس از برشکاری و شکل‌دهی قرار میگیرند؛ که سبب افزایش استحکام و عمر شیشه در حدود ۵ تا ۱۰ برابر می‌شود. از خواص آن می‌توان به آسیب کم در هنگام خورد شدن اشاره کرد. از این نوع شیشه ها در اکثر خودرو ها (به غیر از خودرو هایی که تمامی شیشه هایشان لامینه است) به‌عنوان شیشههای جانبی و عقب استفاده می‌شود.
شیشههای تمپر، از فواصل دور به کمک یک عینک پولاریزه قابل تشخیص هستند، چراکه شکل‌های متقارن در طول عملیات تمپر، قابل مشاهده است.
استاندارد ECE شیشه خودرو:
از سال ۱۹۸۵ چند کشور اروپایی یک استاندارد واحد برای همه وسایل مربوط به ایمنی و امنیت خودرو ها ایجاد کردند. به همین خاطر کمیسیونی به نام کمیسیون اقتصادی اروپا (Economic Commission for Europe) در ژنو و زیر نظر UN تاسیس شد. کشورهای عضو ECE باید آزمایشگاه‌های مجهز جهت تست همه قطعات را داشته باشند. این کشورها میتوانند پس از انجام آزمایش‌های استاندارد بر روی قطعات در صورت به دست آوردن حدنصاب استاندارد توسط قطعه، علامت استاندارد E را به قطعه اعطا کنند؛ بنابراین داشتن این علامت به‌عنوان شیشه ایمن تلقی می‌شود.
برای به دست آوردن حدنصاب استاندارد ECE آزمایش‌های مختلفی روی شیشه خودرو انجام می‌شود. روی شیشههای لامینه شده تست‌های مقاومت در برابر آتش، پرتاب دارت، میزان دید، ضربه با گوی فلز، خراشیدگی و سایش، آزمایش تشخیص رنگ، میزان انتقال نور و آزمایش فرم سر انسان و برخورد آن به شیشه انجام می‌شود. همچنین روی شیشههای تمپر، تست‌های خراشیدگی و سایش، ضربه با گوی فلزی، میزان انتقال نور، میزان دید و آزمایش خرد شدن (میزان ریز و درشت بودن خرده‌ها و برندگی آن‌ها) انجام میپذیرد.
سازندگان اتومبیل استفاده از شیشه ایمن لایه‌ای را به‌عنوان سپرهای باد اتومبیل در سال ۱۹۲۷ آغاز کردند که بعدها به‌عنوان شیشه خودرو شناخته شد؛ و پس از آن کارخانه یک لایه نازک انعطاف‌پذیر شفاف به نام پلی وینیل بوتیرال (pvb) را در دستور کار قرار داد.
شیشه ایمن حرارتی تنها یک تکه از شیشه است که به‌وسیله عملیات حرارتی گرم می‌شود، سپس سریع سرد می‌شود و شیشه تبدیل به یک جسم سخت می‌شود. عملیات حرارتی مقاومت شیشه را تا ۱۰ برابر افزایش میدهد. وقتی این نوع شیشه ضربه می‌خورد به تکه‌های تیز دندانه‌دار مثل ترکش‌های یک شیشه عادی یا یک آیینه تبدیل نمیشود. در عوض به تکه‌های شبیه به سنگریزه تبدیل می‌شود، بدون لبه‌های تیز. شیشه حرارتی در پنجره‌های پهلو و جلو استفاده می‌شود. عینک‌هایی که از یک شیشه حرارتی استفاده میکنند به‌وسیله یک عملیات شیمیایی حرارت میگیرند.
در ادامه به انواع تکنولوژی های پرکاربرد شیشه خودرو نیز پرداخته می‌شود:
شیشههای پلاستیکی:
به جهت سبکی پلاستیک، تلاش‌ها بر ساختن شیشههای پلاستیکی و جایگزینی آن برای شیشههای کنونی است.
مقاوم سازی و ترکیبات شیشههای پلاستیکی می‌تواند به سرعت، نسل شیشههای کنونی را به خطر بیندازد.
شیشههای ضدگلوله:
شاید جذاب‌ترین و جالب‌ترین نوع شیشه های خودرو، شیشههای ضدگلوله باشد، که همان لامینه شدن شیشه میباشد. پلی کربنات معمولاً با مارک‌هایی مثل Lexon، Cyrolon یا Truffak در بازار موجود هستند. عملکرد شیشه ضدگلوله این‌گونه است که گلوله شیشه بیرونی را سوراخ کرده اما لایه پلی کربنات انرژی گلوله را گرفته و آن را متوقف میکند. این شیشه ها که در خودرو های تشریفاتی، امنیتی و ویژه مقامات بالای لشکری و کشوری به کار میروند و دارای ضخامت‌هایی از ۷ تا ۷۵ میلی‌متر هستند.
نوع دیگر این شیشه‌ها، از یک طرف ضدگلوله هستند که در این نوع شیشه‌ها، قابلیت عبور گلوله از بیرون به درون آن‌ها وجود ندارد اما از سمت سرنشینان این قابلیت وجود دارد.
شیشههای ضدگلوله و ضد پرتو:
این نوع شیشه شامل چهار لایه شش میلی‌متری و دولایه طلق ضخیم همراه با ترکیبات Pbo (اکسید سرب) است. در ابتدا از طریق وصل کردن به خلأ، هوای بین لایه‌ها را خارج میکنند سپس ضخامت و طلق را به هم میچسبانند و بعد تحت فشار ۱۳ اتمسفر در دمای ۱۲۰ سانتی گراد، به مدت ۳ ساعت قرار میدهند تا لایه‌ها کاملاً به همدیگر بچسبند.
این نوع شیشه علاوه بر ضدگلوله بودن، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده و جلوی اثرات زیان‌بار آن‌ها را میگیرد. نکتهی قابل توجه ضخامت شیشه است که بنا بر نوع گلوله و فاصله شلیک قابل انتخاب و سفارش است. درواقع هنگامی‌که گلوله به سطح شیشه برخورد میکند به داخل لایه‌ها نفوذ میکند اما قبل از رسیدن به لایه آخر، مومنتوم خود را از دست میدهد و انرژی و مومنتوم آن بدون ایجاد هیچ صدمه‌ای به لایه‌های شیشه و طلق منتقل می‌شود و درنتیجه از نفوذ گلوله جلوگیری میکند. واضح است که این نوع از شیشه ها در خودرو های بسیار ویژه کاربرد دارد.
شیشههای ایمنی بدون طلق:
این نوع شیشه ها برای شیشههای عقب و کناری خودرو تهیه می‌شوند. پس از مراحل برش و شکل‌دهی در پرس‌های مخصوص، آن‌ها را در کوره‌های الکتریکی تا ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم کرده و به‌طور ناگهانی سرد میکنند تا بر اثر تبلور جزیی، بر مقاومت آن‌ها افزوده شود.
خودروی ضدگلوله با آب:
یک موسسه در نروژ موفق شده، خودروی ضدگلوله جدید تولید کند که در آن برای محافظت از خودرو و سرنشینان از مخازن آب استفاده می‌شود. نکتهی این خودرو استفاده از آب و الیاف کربنی است که می‌تواند اثر گلولهی شلیک شده را کم کند. در این خودرو که مخازن آب اطرافش را احاطه کرده کافیست این مخازن باریک و کوچک نصب شده بر روی شاسی و اتاق خودرو پر از آب شود تا سد مؤثری در کاهش اثر برخورد گلوله به شیشه‌ها و بدنه خودرو ایجاد شود. جداره مخازن آب بسیار نازک و از جنس فلزات سبک و یا صفحات فایبرگلاس است که با الیاف محکم کربنی ساخته شده‌اند. کاربرد این خودرو در سفرهای پرخطر، کاروان‌های VIP، امنیتی، تشریفاتی و ویژه است.
فریت:
چند سالی از ظهور کادرهای مشکی رنگ و نقاطی که از این کادر شروع می‌شوند و کم‌کم در شیشه محو می‌شوند، میگذرد. به سبب افزایش آمار تلفات ناشی از پرتاب شدن سرنشینان به خارج به هنگام واژگون شدن خودرو به دلیل نبود چسبندگی کافی بین شیشه و بدنه، تصمیم بر چسباندن شیشه خودروها از حدود ۲۵ سال قبل شد.
چسباندن این قسمت از شیشه به بدنه باعث بدشکلی در ظاهر خودرو میگردید که پوششی برای مخفی کردن آن طراحی شد. این پوشش که کادری مشکی رنگ است فریت (Frit) نام دارد که نام نوعی خمیر شیشه است و باعث چسبندگی بیشتر نیز می‌شود.
فایده‌های فریت (Frit):
علاوه بر جلوگیری از نفوذ اشعه خورشید، از آشکار شدن قسمت چسب خورده آینه جلو در خودرو هایی که آینه روی شیشه چسبانده می‌شود ممانعت به عمل می‌آورد.
همچنین سبب کاهش تضاد بین شیشه و بدنه خودرو و خصوصاً خودروهای تیره رنگ می‌شود.
فریت در شیشه عقب برخی خودروها از دیده شدن هواکش جلوگیری میکند.
علامت‌ها و نشانه‌ها (Bog & Logo):
علامت‌های درج شده روی شیشه Bog یا Logo نام دارند. بعضی از این علائم و نوشته‌ها مربوط به نام و علامت شرکت تولیدکننده هستند و علامت‌ها و حروف به خصوصی هم به‌منظور معرفی استانداردها و تائیدیه هایی است که سازنده برای این محصول کسب کرده است.
HSG:
همان Hankuk که بر شیشه خودرو های کره‌ای است.
NSG:
همان Nipon Safety Glass (امنیت شیشه نایپون) که بر شیشههای ژاپنی قرار دارد. شرکت Saint Gobain با نام تجاری Sekurit با سابقه ترین و قدیمی‌ترین تولیدکننده شیشه های ایمنی است. جالب اینجاست که ۵۰ درصد خودرو های اروپایی مجهز به شیشههای این شرکت هستند.
[۱] نچسب
[۲] ورقه‌ای
[۳] بازپخت شده
منبع: شماره سوم مجله علمی تخصصی دوزبانه « سبقت »
چه میزان این مقاله را پسندیدید؟
در کادر زیر، به این مقاله امتیاز دهید
