玻璃大王劉永剛:汽車玻璃的重中之重“光學質量的控制”

汽車玻璃的光學質量問題是不可能避免的,只要是玻璃有彎曲加工,就會伴隨著光學變形的產生,除非是平板玻璃(沒有任何變形及凹凸的玻璃)。雖然光學變形是不可避免的,但如果光學變形嚴重,則在駕車途中,易引起駕駛員頭暈、產生視覺疲勞和錯覺。

玻璃光學變形原理

光畸變原理:實際為玻璃表面凹凸不平,光線通過玻璃後產生偏離,從而使物像變形。

副像偏移原理:實際為當玻璃2個表面不平行時,在一定的光照條件下,通過玻璃看物體時,除了看到主像,還會看到一個或多個副像(影子),副像與主像之間形成的夾角稱為副像偏離角。在黑暗背影中,明亮的燈光引起的副像非常明顯。


玻璃大王劉永剛:汽車玻璃的重中之重“光學質量的控制”

玻璃光學質量控制

玻璃結構

如今對於中高檔轎車的前擋玻璃設計,為了美觀、線性流暢,一般拱高較小,但為了與車身窗框結合,在兩側邊部分就容易形成較急過渡區域。基於這種設計,如果工藝穩定性不好、模具成型方式簡單,就容易在急過渡區域造成過渡不順形成光學問題,即光畸變或副像偏移。因此在玻璃結構上,設計時除了需要考慮玻璃外觀形狀的同時,也需要結合玻璃生產工藝對UN向曲面變化程度與複雜程度進行分析,尤其是在兩側邊部分。


玻璃大王劉永剛:汽車玻璃的重中之重“光學質量的控制”

原玻的選擇

原玻的生產過程如下:混料(石英石、碳酸鈣等混合)-硅酸鹽形成(不透明,800~ 900 ℃C)→玻璃形成(透明玻璃液1200 ℃)一玻璃液的澄清(氣泡的排除,1400 ~ 1500 ℃)→玻璃的均化(對流、擴散)一玻璃冷卻(降溫200~300 ℃)。

在此生產過程中有很多不可避免的因素(例如在混料時,原材料帶來的雜質,加熱過程中燃料帶入的雜質等)導致玻璃有雜質或氣泡等。所以在原玻的選擇上也是要講究方法的。原玻一般分為建築玻璃和汽車玻璃,建築玻璃相對汽車玻璃而言要求較低,無光學質量要求,在玻璃加工廠家生產;汽車玻璃通常又分為特級、A級、B級等,特級玻璃外觀最好,一般對於要求較高的中高級轎車則會選用特級玻璃進行加工製造。


玻璃大王劉永剛:汽車玻璃的重中之重“光學質量的控制”

玻璃的成型主要是在加熱階段,通過保溫慢冷卻消除應力,以達到玻璃形狀、光學、力學要求。在玻璃成型的加熱工藝過程中,需對以下幾點進行嚴格控制。

加熱溫度及溫度分佈

加熱溫度即為玻璃加熱至軟化狀態的溫度,這溫度與玻璃的應變點有關,而玻璃的應變點[應變點即伸長速率為退火點的伸長速率的0.0316倍時;退火點即為(4±1)0C/min的降溫速率降溫時,當玻璃纖維伸長速率降為0.14 mm/min時]則與玻璃本身及玻璃生產工藝有關,因此,不同種類的玻璃、不同的生產工藝所需加熱溫度不同。溫度的分佈實際上為玻璃加熱爐爐絲的分佈,因汽車風窗是非平面的,在成型過程中一般是使用自重成型的方式(自重成型即模具本身只是一個環狀模具,中間鏤空,並且與玻璃的周圈尺寸相吻合,如圖4所示;玻璃周圈被成型環托住,在一定加熱條件下,玻璃達到軟化程度後受重力作用自身往下垂以達到與設計形狀相符合的成型方式)。在加熱的時候要求下垂越多的地方(即拱高要求越大的地方)需要的熱量越大,因此在爐絲分佈上需要分佈較多的爐絲。

玻璃大王劉永剛:汽車玻璃的重中之重“光學質量的控制”


加熱時間

加熱時間即為玻璃在烘彎爐裡的加熱時間。玻璃是熱的不良導體,導熱性很差,在加熱成型過程中如果時間不夠,就會導致玻璃成型不足,或是達不到成型所需的軟化狀態導致無法成型,所以在玻璃加熱成型過程中除了需要一定的溫度外,還需要一定的時間。兩者相輔相成,缺一不可。

模具的選擇

在模具的選擇上,現在自重成型模具一般分為次成型模具和二次成型模具2種。二次成型模具相對一次成型模具增加了一個輔助成型模具,即在一次成型模具的基礎上,在內圈有一個拱高輔助成型模具,它是先保持平板玻璃周邊尺寸不變的情況下(外圈模具不做工),先成型中間拱高。拱高成型後,內側輔助模具自動下掉,外側模具托住玻璃邊緣,玻璃邊緣在重力作用下慢慢下垂,並垂至與外圈模具貼合,形成所需玻璃外圈輪廓。使用二次成型模具的工藝要求相對一次成型模具較為寬鬆,型面質量和光學質量較好,但成本高於一次成型模具。

玻璃大王劉永剛:汽車玻璃的重中之重“光學質量的控制”

安裝角度

汽車玻璃光學質量的凸顯與玻璃的安裝角度有比較大的關係,根據光學成像性質,假設玻璃凹凸不平,在安裝角度不同時進行對比分析,安裝角度越小,對前擋風玻璃光學質量要求越高。現在的中、高級轎車的安裝角度較大,能達到水平方向500跑車一般能達到水平方向300。

成品檢驗方法

理論上,在一般的檢驗控制中尺寸測量與幻燈機測量需結合起來同時使用,在內外拱高測量點相同的情況下,可以得出所測量的部位內外表面是否平行。在實際的生產過程中,玻璃生產廠家一般會同時使用球面、型面及幻燈機測量3種方法,只是檢驗的側重點不同、頻次不同。

當前,人們對物質舒適度的要求逐漸提高,要想在前擋玻璃上做到更好,就必須從設計結構、裝車角度上加以優化,並從原玻、模具結構、生產工藝以及檢驗4個方面加強控制,且缺一不可。


分享到:


相關文章: