افزایش ایمنی خودرو
افزایش ایمنی خودرو، یکی از مهم ترین وظایف خودروساز است. در این زمینه، فناوری ششیشه جلوئی خودرو، نقش به سزایی در در حفظ جان مسافری در هنگام تصادفات می گردد. بدین منظور، استفاده از شیشه طلقی ( laminate ) برای ممانعت از پرتاب شدن مسافر، بسیار ضروری ست. ضمن آنکه باید شرایط نوری و دیداری در شرایط مختلف آب و هوائی و ساعات مختلف شبانه روز را به صورت ویژه ای برآورده سازد.
فرآیند تولید شیشه جلو خودرو به 4 قسمت اصلی تقسیم می شود:
– آماده سازی شیشه و خم کاری آن
– آماده سازی طلق میان لایه و نصب پایه آئینه
– هواگیری و چسبندگی نهایی طلق و شیشه
– بازرسی نهایی و تست مخصوص
که به ترتیب در مورد آنها توضیح خواهیم داد.
1- آماده سازی شیشه و خم کاری آن
1-1- نگهداری شیشه
جهت جلوگیری از هیدرولیزه شدن سطح شیشه، آن را در شرایط آب و هوایی خشک نگه داشته و جهت سهولت بارگذاری، سطح شیشه با پودر Lucite پوشانده می شود.
1-2- برش شیشه
با استفاده از دستگاه CNC و با استفاده همزمان از روان کننده مناسب، به پرداخت هرچه بیشتر لبه شیشه منتهی خواهد شد.
1-3- شستشوی شیشه
در نتیجه عملیات برش و تسمه زنی، باید عوامل آلودگی از جمله گریس، اثر انگشت، گرد و غبار و … را از سطح شیشه جدا کرد. در این زمینه کیفیت آب و استفاده از آب مقطر در شستشوی نهایی بسیار مهم است چراکه میزان املاح خشک شده بر سطح آن، در چسبندگی و مشخصات دیداری اثر دارد.
قابلیت هدایت آب باید حداکثر 30 Microsiemens/cm باشد و شرایط مطلوب 10 Microsiemenes/cm با دمای آب 40 تا 60 درجه سانتیگراد است.
نگهداری و تعمیرات پیش گیرانه دستگاه های شستشو، کلید اساسی در کیفیت شستشوی شیشه ها می باشد.
1-4- چاپ دور شیشه
1-5- خم کاری شیشه
شیشه جلوی خودرو، معمولا با روش خم زنی ثقلی تولید می شود که شامل 5 مرحله است.
1-5-1- بارگذاری
در این مرحله بین شیشه ها پودر زده شده تا از چسبیدن شیشه ها که به صورت دوتائی روی قالب قرار می گیرند، جلوگیری شود. نامتوازن قرار دادن شیشه ها بر روی قالب، دفرمگی، شسکت و سایر عیوب را موجب می شود. اگر قالب مجهز به مکانیزم حرکت آزادانه در جهت معکوس باشد، فشار نیروی وزن به طور متعادل تنظیم گردیده و فشار بیش از حد به وسط شیشه ها وارد نمی شود.
1-5-2- پیش گرمایش
شیشه ها به طور متوازن و همسان در دمای 550゚C به صورت سرتاسری حرارت می بینند. مشکل عمده در این مرحله، نیروی بیش از حد و حرارت دهی ناهموار برشیشه است که از دلایل آنها در اثر محدودیت های فیزیکی شیشه در کوره می باشد. در اشکال پیچیده، حرارت دهی به گونه ای تنظیم می شود که ناحیه های مشخص شده حرارت بیشتری ببینند و انحنای اضافی حاصل شود.
1-5-3- خم کاری
با رساندن دمای شیشه بین 520-550 ゚C ، شیشه به حالت خمیری شکلی درآمده و آماده ورود به مرحله بعد خم کاری می شود.
1-5-4- مرحله نهائی خمکاری
از هنگامی که شکل دهی توسط نیروی وزن شیشه متوقف میشود، آغاز می شود. در این مرحله، هر جفت از شیشه ها به قدر کافی نرم شده اند تا متناسب با شکل قالب، خم بخورند. در شیشه های با ضخامت بالا باید به این نکته توجه داشت که سرعت گرمادهی باید به حداقل مقدار ممکن کاهش یابد. شکل نهائی، در دمای خاص و به صورت کنترل دمای سطح بوسیله پیرومتر صورت میپذیرد.
1-5-5- خنک کاری
این مرحله اهمیت بسیاری در حفظ حالت شیشه خم شده داشته و باید آرام آرام و طی زمان خاصی صورت پذیرد. این مدت زمان به نوع محصول بستگی دارد. و جهت جلوگیری از شکست شیشه و ممانعت از ایجاد خم منفی، این مرحله باید دقیق و کنترل شده انجام شود.
2- آماده سازی طلق میان لایه
طلق میانلایه، یک ماده پلیمری به نام Polyvinyl butyral با نام اختصاری PVB است که ما بین دو لایه شیشه قرار گرفته و طی فرآیند خاصی سبب چسبیدن دو لایه شیشه به یکدیگر میگردد.
از آنجائی که این لایه ها رطوبت گیر هستند، در صورت نگهداری آنها در غیر از بسته بندی اصلی، نیازمند کنترل رطوبت نسبی هستند.
پس از آنکه شیشه های خم شده به واحد طلق گذاری وارد شدند، عملیات برش طلق در دمای بین 18 تا 23 درجه سانتیگراد آغاز میشود. به علت آنکه طلقها به صورت رولهای 200 الی 250 متری بسته بندی میشوند، پس از برش که به آنها بلنک گفته میشود، در اتاقی تمیز با رطوبت 25% الی 30% تا ارتفاع 10-15 سانتیمتری روی هم چیده میشوند، تا حالت خمیدگی طلق کاهش یابد.
سپس یک لایه طلق با دو لایه شیشه خم شده، مونتاژ می شوند. به طور خلاصه میتوان رویه ای از شرایط اتاق مونتاژ طلق و شیشه را شرح داد:
– در ورودی دوبل
– تصفیه هوا بدون گرد و غبار
– دما 18°C
– رطوبت نسبی 25-30 %
– عبور و مرور افراد متفرقه محدود
– فشار مثبت
– لباس و دستکش و کلاه بدون کرک و پرز
– کف اتاق دارای کاشی یا پوشش مخصوص که به راحتی تمیز شود
– پادری مخصوص جهت گرفتن گرد و غبار از کفش
جهت استقرار بهتر طلق میان دو لایه شیشه، دمای سطح شیشه بینC 20 – 30 ° نگه داشته می شود تا احتمال انقباض، چروک شدن، برگشت یا کوتاه شدن طلق در مرحله هواگیری کمتر شود. دما طلق نیز باید در دمای 18°C باشد، و به صورت مسطح و به گونه ای که از هر طرف به میزان 1cm کشیده شود، مابین دو شیشه قرار گیرد.
3- هواگیری
هدف از این مرحله، از بین بردن هوای حبس شده بین طلق و شیشه، و ایجاد یک چسبندگی اولیه مابین آنها قبل از اتوکلاو و آب بندی لبه ها برای جلوگیری از نفوذ هوا در طی مرحله اتوکلاو می باشد.
این کار با توجه به ماشین آلات تولیدی به سه روش غلتکی، وکیوم رینگی و وکیوم کیسهای انجام میپذیرد:
3-1- 1- روش غلتکی
در روش غلتکی، شیشه حاوی طلق میان لایه، وارد تونل حرارتی حاوی اشعه مادون قرمز(IR) با دمای 90-120 °C می شود. در ابتدای تونل حرارتی، حهت خروج هوای اولیه از بین شیشهها و طلق، شیشه ها از بین دو ردیف غلتک رد شده و سپس وارد تونل میگردند. در طول مسیر حرکت شیشه به سمت درب خروجی تونل، شیشه و طلق به آرامی حرارت مورد نیاز جهت چسبندگی اولیه را به خود جذب میکنند و در نهایت پس از خروج از تونل حرارتی، شیشه و طلق مجددا از بین دو غلتک فوقانی و تحتانی عبور میکنند. این امر باعث خروج هوای موجود در منفذهای طلق و شیشه و همچنین چسبندگی اولیه شیشه ها و طلق می گردد.
در شیشه های خودرو، به دلیل دو خم بودن شیشه های جلو، فرم و حالت غلتک های اعمال فشار بر شیشه های تحتانی و فوقانی، دقیقا مطابق با خم شیشه میباشد. بر روی این غلتکها چندین غلتک کوچک نمدی نصب شده و با اعمال نیروی فنر پشت غلتک های نمدی، فشار مورد نیاز تامین میگردد. 3-1-2- روش وکیوم
اصل این روش بر مبنای استفاده از خلا جهت هواگیری با استفاده از ایجاد فشار مکانیکی منفی است. دما و فشار از مشخصههای کلیدی این فرایند بوده و هرچقدر فرایند طولانیتر باشد، کیفیت هواگیری بهتر میشود. فرآیند از دو بخش اصلی وکیوم سرد و وکیوم گرم تشکیل میشود.
وکیوم سرد یا هواگیری، در زمانیکه طلق هنوز خنک است و آرام آرام به سمت قسمت گرم حرکت میکند، دارای اهمیت می باشد. زیرا در حین خروج هوا از لبه های شیشه، افزایش دما سبب چسبندگی اولیه و آب بندی لبهها شده و چنانچه لبه ای زودتر از موعد آب بندی شود، هوا در فضای بین شیشه و طلق حبس شده و در نتیجه حباب های هوا تشکیل میشوند. دمای کیسه ها و رینگها بر آببندی زودهنگام لبه ها تاثیر گذار است.
دمای مرحله وکیوم سرد، 20-30°C است و زمان آن نیز 20 دقیقه میباشد. میزان خلا از 0.6 تا 0.8 بار است که در سراسر فرآین ثابت باقی میماند.
الف) وکیوم رینگی
در این روش، اپراتور یک رینگ لاستیکی را دور شیشه قرار داده و سپس آن را به خط اصلی وکیوم متصل میکند. سطح مقطع رینگ به گونه ای است که دو شیشه و طلق میان لایه به خوبی در شکاف رینگ جای گرفته، و محل اتصال رینگ و شیشه آببندی میگردد. شیشه ها پس از گذر از وکیوم سرد به سمت جریان هوای گرمِ در حال چرخش وکیوم گرم پیشروی میکنند. بیشینه دمای شیشه در این قسمت 90-120 °C بوده و زمان قرارگیری شیشه در این ناحیه نیز 40 دقیقه است. هنگامیکه شیشه از محفظه هوای گرم خارج شد، وکیوم قطعه و رینگهای لاستیکی از شیشه جدا میگردند. در این مرحله شیشه طلقی تقریبا شفاف شده است.
از مزایای روش وکیوم رینگی میتوان به مواردی همچون ارزان بودن، قابلیت انطباق با تمام اشکال، و هواگیری عالی اشاره کرد. و معایبی چون کندی فرآیند، و نیاز به رینگهای لاستیکی با سایزهای مختلف اشاره نمود.
ب) وکیوم کیسه ای
در این روش، همه ی شیشه ها داخل کیسه های لاستیکی قرار گرفته و محصور میگردند.کیسه ها به پمپ وکیوم وصل شده و به سمت هوای گرم در حال گردشِ کوره میروند. دمای ناحیه هوای گرم به 110-120 °C خواهد رسید.
از مزایای این روش میتوان به محدوده وسیع سرعت و از معایب آن هزینه بیشتر، به خصوص هزینه تعمیر و نگهداری، اشاره کرد.
پس از طی این مرحله، شیشهها به اتوکلاو منتقل میشوند.
در طی فرایند اتوکلاو، هوای باقی مانده در تنگناهای موجود در طلق از بین خواهد رفت. سیکل کاری اتوکلاو در کیفیت محصول نهائی سهم بسزائی ایفا میکند. با توجه به طولانی بودن سیکل کاری تولید شیشه های طلقی جلوی خودرو، عدم رعایت این سیکل کاری، باعث کاهش کیفیت محصول میگردد هرچند هزینه و انرژی بسیاری صرف شده باشد.
سیکل کاری اتوکلاو شامل سه فرآیند گرماگیری، بالانس دمائی و گرمادهی است:
3-2-1- گرماگیری
پس از قرارگیری واگنهای حاوی شیشهها در داخل اتوکلاو و بسته شدن درب آن و همچنین رعایت کلیه اصول ایمنی دستگاه، آغاز میگردد. شیشهها تا دمای 50-60 °C و در فشار مثبت اتمسفر شروع به جذب گرما میکنند. پس از رسیدن دستگاه به این دما، هوای فشرده به دستگاه تزریق شده و همزمان با افزایش فشار، دمای داخل اتوکلاو نیز افزایش خواهد یافت. در پایان این سیکل کاری، دمای دستگاه به 135°C و فشار مثبت داخل اتوکلاو نیز به 12 بار میرسد.
3-2-2- بالانس حرارتی
این سیکل، بلافاصله پس از سیکل گرماگیری آغاز میشود. شیشه ها در حدود 1 ساعت در دمای 135°C و فشار مثبت 12 بار در داخل اتوکلاو باقی می مانند. مدت زمان سیکل بالانس در ترد شدن شیشهها و شکست آنها بسیار اهمیت دارد. چنانچه زمان سیکل مربوطه کوتاه باشد، فرایند هواگیری و چسبندگی نهائی به خوبی انجام نخواهد شد و در صورت طولانی بودن سیکل، اگرچه فرآیند هواگیری و چسبندگی نهائی بهتر خواهد شد، لیکن این امر باعث ترد شدن محصول و کاهش خواص مکانیکی طلق میشود.
3-2-3- گرمادهی
در این سیکل، کلیه المنتها خاموش شده و مسیر آب رادیاتور اتوکلاو باز میشود. با توجه به گردش هوای داخل اتوکلاو توسط یک فن در پشت رادیاتور موجود در اتوکلاو، دمای داخل اتوکلاو کاهش مییابد. در این سیکل عدم خروج هوای فشرده در داخل اتوکلاو تا قبل از رسیدن دمای آن به 45°C دارای اهمیت بسیار ویژهای است. چراکه در غیر اینصورت، تمامی سطوح لبه شیشه ها درای حباب های ریز بوده و نهایتا عدم چسبندگی طلق به شیشه اتفاق میافتد.
4- بازرسی و تست نهائی
هریک از شیشه های جلوی خودرو، از ایستگاه بازرسی که در آن شعاع های نور به کل شیشه تابیده میشود، عبور میکند و بازرس ظاهر کلی شیشه را کنترل میکند. در صورت وجود حباب، شیشه به مرحله اتوکلاو ارجاع داده میشود.
مابقی شیشه ها پس از پلیسه گیری طلق جهت حمل و نقل و ارسال، بسته بندی می شوند. در ضمن لازم است که عملکرد مکانی و فرسودگی و همچنین خواص نوری شیشه آزمایش شود. برای این منظور، هر روز از میان شیشه های تولیدی، به صورت تصادفی، شیشه هایی انتخاب شده و آزمایش میشوند.
این تستها و روشهای اجرائی آن به تفصیل در استاندارد ملی 709-2 ایران آورده شده است.
چند نمونه از تست های مرسوم عبارتند از واپیچش نوری برای اطمینان از عدم شکست نور به دلیل وجود عیب در خمش یا وجود گرد و غبار؛ ایجاد ضربه با سقوط گلوله ای فولادی به جرم 2.25Kg از ارتفاع 4 m بر روی نمونه مربعی به ابعاد 30*30 cm و عدم عبور گلوله از شیشه؛ تست آب جوش با گذاشتن قطعه های از شیشه در آب جوش به مدت 2 ساعت و عدم ظهور حباب در نمونه.