Webasto Glas ProTec®:轻质安全更方便
“更轻便、更优质”-汽车结构的成功准则。每减少一克二氧化碳排放都需要努力通过降低燃料消耗来实现。2013年11月底,欧盟成员国同意了理事会和欧盟议会对2020年汽车CO2阈值的让步。具体来说,制造商多了一年时间来达到95g CO2/km的阈值。到2020年,只有95%的新车必须遵守此值,到2021年所有车辆都需遵守此准则。95克的CO2排放相当于每100 km消耗4.1升汽油或3.6升柴油。
完成这一目标需要通过逐渐增加满足CO2阈值要求的汽车数量来实现。自2012年起,,每个汽车制造商都必须生产一定比例的达到130 g/kmCO2阈值要求的新车。截至今年,所有新车都要满足该阀值的要求。
政治和社会对未来车辆的要求是明确的:既经济又环保。但在未来,安全和舒适将继续发挥重要作用。作为汽车制造商的系统合作伙伴,汽车供应商必须面对这一挑战。除了替代驱动技术,还必须为车辆的各个方面开发轻量化设计解决方案,这也能够实现最高水平的安全性、减重,同时实现设计自由。毕竟,未来的车辆同样应该具有出色的外观。
伟巴斯特是世界知名的天窗系统专家和市场领导者,有很多很出色的天窗产品包括滑动天窗和大尺寸全景天窗,以及太阳能天窗。在轻量化设计方面,本公司是广受欢迎的合作伙伴。Webasto Glas ProTec®是车顶涂层的轻量化技术之一,有远见的供应商都会在其产品组合中选用这一技术。该技术结合了轻量化、安全性、舒适性和可设计性等多个特性并且可适用于所有尺寸的汽车车顶。
玻璃的类型及其用途大相径庭
在汽车行业,玻璃始终是重要的材料。大型全景天窗和大尺寸挡风玻璃以及后车窗营造出愉快、轻盈的空间感。汽车中玻璃所占的比例日渐增长:如今,一般情况下,玻璃表面积约为4.6平方米,而在1985年只有3.5平方米。
现在,玻璃广泛用于车辆的前车窗、后车窗和侧车窗,以及车顶涂层。目前,汽车结构中使用两种类型的玻璃:
◆钢化玻璃:热钢化单片安全玻璃(德语:ESG = Einscheiben-Sicherheitsglas)。其在超过600摄氏度的工艺温度下弯曲,然后冷却并保持其形状。这提供了玻璃的张力。如果破裂,会分解成很多小的、几乎相等大小的玻璃碎片,没有尖锐的边缘。在天窗区域,尤其是天窗系统的使用中,由于重量方面的原因,通常会优先选用开放式的钢化玻璃板。
◆层压安全玻璃(德语:VSG = Verbund-Sicherheitsglas)是由PVB(聚乙烯醇缩丁醛)制成的抗撕裂安全膜夹持在一起的两块玻璃板的组合单元。在破裂的情况下,该膜会防止玻璃碎片从组合物分离危及乘客。因此,层压安全玻璃现在是挡风玻璃的标配,并且可选用于侧车窗、后车窗和车顶涂层。由于工艺相关的低预应力水平,层压玻璃板具有比钢化玻璃(ESG)更低的机械承载能力和抗石击性。
玻璃满足更高的客户安全要求,对于汽车是不可或缺的。挑战:玻璃是一种很重的材料。因此,这需要智能、创新的解决方案,使轻量化设计要求与玻璃的材料优势相协调。
安全、轻量并适合未来:Webasto Glas ProTec®
这一目标已经通过Webasto Glas ProTec®的玻璃涂层技术实现。伟巴斯特开发了玻璃 - 塑料复合材料来解决大型车顶板轻量化的问题。此安全涂层包括由伟巴斯特开发的工艺,其中应用了高度抗撕裂的PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯)并且粘附到钢化玻璃曲面板的内表面。在玻璃破裂的情况下,该膜将碎片固定在一起,从而保护乘客。玻璃板在车顶系统中的牢固锚固提供了额外的安全性。这是通过已获得专利的薄膜穿孔技术实现的,其将玻璃牢固地固定在车顶系统中的适当位置。伟巴斯特是当今车用玻璃 - 塑料复合材料大规模制造的技术领导者。
Webasto Glas ProTec®的最大优势是该技术的轻量化设计潜力。目前,与传统的层压安全玻璃相比,其重量优势约为10%至15%。轻量化效果在大尺寸车顶表面上体现得更加明显。伟巴斯特可以制造由Webasto Glas ProTec®制成的车顶系统,长达1.5米。
最新的开发目的在于进一步降低玻璃厚度,从而进一步减轻重量。在将来,薄膜的防护作用使其可以使用更薄、更轻的玻璃板。现在,可以将玻璃厚度降低到2.6毫米。使用化学硬化的,极具弹性的玻璃可以启动另一个发展阶段,从而进一步减轻重量。但是,高昂的材料成本现在仍然是限制这种创新的工业应用的主要原因。
舒适的轻量化设计:Webasto ProTec® IR
但是,涉及到伟巴斯特的创新车顶系统时,除了重量,还有更多因素。Glas ProTec®还提供额外的舒适功能,如根据客户的意愿为薄膜调色。或使用特殊涂层吸收和反射红外线。这样,车内便不会因阳光照射而过热,这对燃料消耗有直接影响,因为可以减少对空调的使用,从而降低燃料消耗。伟巴斯特开发部门正在研究能够将太阳辐射热量减少高达70%的方案。
在将来,头部区域的冷空气流入也可以被避免。类似于建筑物中的结构玻璃窗,Webasto ProTec® Low-E中的薄金属涂层使得车辆乘客的内生热辐射在玻璃板的内表面上反射。因此,可以显著减少在头部和颈部区域流入的冷空气,即所谓的“冷壁效应”。在冬天,这也节省了供暖 - 这是一个日益重要的能源主题,尤其是对于电动汽车。有机光伏与Webasto Glas ProTec®的结合使用是当今开发人员已开始关注的主题。
另一个可以给乘客带来优雅和舒适方案是“可变色”玻璃,轻轻按下按钮即可使天窗变暗。在这个过程中,客户可以决定车内的亮度。
Webasto Glas ProTec®氛围灯
通过LED集成,伟巴斯特已将Webasto Glas ProTec®的技术扩展了一项功能。侧向连接的LED利用PET膜作为光导体,在车辆的内部产生特殊的氛围。
伟巴斯特的最新Webasto Glas ProTec®车顶系统
目前采用Webasto Glas ProTec®制成的车顶系统的车型包括Range Rover Sport、Mercedes R-Class、Ford Lincoln和Jaguar XJ等。英国品牌的高级轿车采用了由Webasto Glas ProTec®制成的大型、双体式全景天窗作为标准设备。
Webasto Glas ProTec®的生产
在位于德国雷根斯堡附近的席尔林格轻量化职能中心加工和改进使用特殊PET膜的钢化玻璃板。整个生产过程在严格的无尘室条件下进行。第一步是准备专用的玻璃薄膜胶带,使用特殊的工艺,来进行清洁以除去任何切削残余物。待涂覆的玻璃面板经过特殊的清洁过程,以去除所有油脂和灰尘。随后,使用由伟巴斯特开发的工艺将薄膜带层压到清洁的玻璃板上。这样,在玻璃和薄膜之间的灰尘颗粒几乎全部被排除,从而实现汽车工业所需的高光学质量。
轻量化Webasto Glas ProTec®安全玻璃使伟巴斯特成为全球先锋。自2005年起,这种安全涂层的车顶系统开始在批量生产中安装。从那时起,这种带有特殊薄膜的车顶面板已经在伟巴斯特生产了约130万件(2016年底)。总的来说,伟巴斯特已获得了十个Webasto Glas ProTec®的批量生产订单。2009年夏天,第二代Webasto Glas ProTec®的第一条生产线在席尔林格启动。