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玻璃在未来汽车中的应用

2017-12-7 09:48 34 0 来自: 轻量化技术网
简介
传统材料里蕴藏着广阔前景:未来汽车玻璃将扮演重要的角色。智能玻璃材料应使汽车驾驶变得更便捷、更安全。
      传统材料里蕴藏着广阔前景:未来汽车玻璃将扮演重要的角色。智能玻璃材料应使汽车驾驶变得更便捷、更安全。
      从历史性的艺术品到智能的功能性玻璃:很久以前人类就为玻璃所具有的多种多样的用途所着迷——这仍是当前发展的主题。“玻璃可以作为薄膜像塑料薄膜一样卷绕在卷轴上,也可以作为一种超高强度的材料,还可以应用在许多领域内,通过这些用途来确保人类的生活更具安全性、现代化以及舒适性”,《玻璃材料》一书的作者塞佛和菲尔德在中的“玻璃的未来”章节中作了这样的阐述。

      在汽车工业领域,玻璃材料也具有多样化的用途。在汽车及车辆制造领域中大块玻璃元素的应用使得“在复杂的涂层过程中玻璃的表面处理更精细化,有针对性地为玻璃增加许多额外的特性,从而将普通玻璃转化成功能性玻璃”,两位作者如是说,这些功能包括隔热及防晒,变光透射率,抗反射(防反射)导电性、自洁性及高强度。

日益重要的玻璃材料
      汽车行业的专家们期待着玻璃能在未来引领汽车设计的新方向,并带来更多的可能性。未来汽车将装有大面积形状复杂的玻璃表面,独立汽车内部空间里的玻璃材料也变得日益重要。专用汽车玻璃生产厂家AGP集团的CEO阿图罗曼海姆认为:“现代化的全景挡风玻璃以及玻璃顶棚可以为驾驶员提供更多的舒适性,并且可以根据现代化汽车所要求的技术特点进行设计。”该集团三年前组建了eGlass部门,主要从事电动汽车及独立交通工具中的玻璃解决方案的研发。该部门的专家认为,六项核心技术使得汽车玻璃在未来更具灵活性:轻量化复合玻璃;优化了相机系统性能的挡风玻璃光学系统;降低空调能耗的非金属性玻璃涂层;整体全景挡风玻璃;牢固的玻璃复合材料及玻璃透明度调控。

玻璃发展六种趋势概览

1)  轻量化的玻璃解决方案
轻量化在汽车工业领域变得越发重要了。研究人员看到了玻璃中也存在着巨大的轻量化潜能。AGP集团的eGlass部门开发了一种名为“Ultralite Plus”的轻质复合玻璃,最高可减少35%的重量。通过使用铝硅酸盐玻璃,优化了操作过程,延长了电动汽车的有效距离,同时降低了油耗。
法国圣戈班集团也在研发轻量化的汽车玻璃,其研究重点是整车玻璃套系的厚度优化以及材料调整。与之相对,黑森应用技术大学正在对轻质亚克力玻璃片进行研究。塑料的玻璃片如亚克力玻璃减轻了40%至50%的总重,但是其碰撞安全性尚需验证。

2)  挡风玻璃优化相机光学系统
挡风玻璃可对相机系统的性能提供支持。AGPs“Camera View Plus”为独立驾驶提供了所需要的良好的相机系统性能表现,车窗的光学特性可以满足自动驾驶仪所需的5级摄像系统要求。

3) 非金属玻璃涂层
非金属玻璃涂层(“Solar Plus”)可以优化性能,并提升驾驶的舒适度,与此同时还不影响与智能手机,高速公路收费标签,天线或类似的电子仪器的连接使用。涂层还可以降低挡风玻璃光学系统以及空调的能耗。例如,大众汽车公司已经研发出了一种没有光学干扰热线圈的加热前挡风玻璃。气候舒适性玻璃借助玻璃中的导电银涂层可以在夏天发挥其隔热的功效。奥迪则计划将太阳能电池整合到全景玻璃顶棚中。

4) 整体的全景挡风玻璃
大型的整体挡风玻璃及玻璃顶棚为汽车设计人员带来了更多的灵活性:先进的折弯工艺最大可以对3.5平方米的玻璃表面进行压力折弯,这成为AGP-技术(“360 Plus”)的基础。

5) 安全性
玻璃可以提升安全性—— 一方面通过改善耐受力,另一方面借助智能化附加功能作为驾驶辅助。在名为“Impact Plus”的项目中,AGP研发了一种玻璃混合材料,这种材料可以很好的抵抗石头的撞击,可以改善安全性并且延长产品的使用寿命。德国弗劳恩霍夫研究所及法雷奥集团的研究表明,挡风玻璃的清洁技术也可以为交通安全提供更多保障。另外,Head-up-Displays(平视显示器/抬头显示器),可以将汽车及交通标示信息投射到挡风玻璃上,从而减少分心的危险。电致发光玻璃可以为驾驶员提供有用的信息,例如可以将交通标示或者警示标志直接呈现在挡风玻璃上。

6) 有针对性地对汽车玻璃进行暗化
通过调节玻璃的透明度可以为驾乘人员提供更舒适的感受。AGP的“Vario Plus”技术使驾乘人员可以通过手指擦拭动作或语音控制,将玻璃的透明度从完全不透明状态调整为完全透明状态。大陆集团也研发了一种智能的玻璃控制技术,用以有针对性地调节车窗玻璃透明度。
“具有电致变色层系统的玻璃表面涂层可以根据需要对光的传输有针对性地进行调节”,《玻璃材料》一书中的关于“玻璃及其多样化的应用”的章节中这样写道。电致涂层系统将用于汽车领域内的可变暗遮阳棚,以及可自动调暗的低眩光外部后视镜等产品中。

玻璃工业呈增长趋势
玻璃材料需求量很大,这点也从2017年上半年玻璃工业领域良好的销售额中体现了出来。在德国国内市场销售额略显疲态的同时,德国以外的市场成了主要增长点。据德国工业协会所述,截至上半年德国玻璃工业整体销售额提高了约2.3个百分比,达到48.5亿欧元(2016年为47.4亿欧元)。
从2017年1月到2017年6月,与去年同期相比较,所有行业都呈增长趋势。例外的是平板玻璃制造领域:其销售额降低了2.1个百分点:这一行业在上半年销售额为4.97亿欧元(2016:5.07亿欧元)。与之相对的是,平板玻璃改装厂增长值呈4.3个百分点,整体成绩为18.9亿欧元(2016:18.1亿欧元)。玻璃纤维厂家上半年同样也交出很好的答卷。行业销售额上涨了1.8个百分点,达到5.04亿欧元(2016:4.95亿欧元)。特种玻璃工业领域同样呈增长趋势。总成绩为7.58亿欧元,相较于去年同期(7.23亿欧元)提升了4.8个百分点。

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