用现代技术重塑公共汽车挡风玻璃

长途和城市公共汽车的挡风玻璃已经发展了许多年。如今,它们需要更加复杂的技术,才能跟上最新环保和生产规定的步伐。而且,乘客和司机也需要更多的舒适和安全。通过选择现代技术,玻璃加工商可以有效地服务于这两个市场,同时保持竞争力,尽管市场需求不断变化。

不同公共汽车细分市场的市场趋势

在全球范围内,能效、CO2 减排和降低制造成本的主要趋势正在影响着现代公共汽车的设计,并且进一步引领公共汽车挡风玻璃的设计。而如今的公共汽车市场大致可以分为两个不同的细分市场,两者在使用情况、市场容量和技术方面有很大差异:

  • 长途公共汽车主要由私营运输企业运营
  • 城市公共汽车由服务于地方交通的公共交通公司运营

长途公共汽车主要由私营经营者运营,提供特许或预定的长途服务。车队规模通常较小,因此设备的数量也很少。它们用于在高速公路上高速长距离行驶。这对这些公共汽车的空气动力学要求较高,以降低油耗和噪音。此外,重点在于乘客舒适度和美观性,而行李舱增加了公共汽车高度。公共交通细分市场则完全不同。这些公共汽车通常由覆盖城市内部交通的公共服务公司运营。车队规模很大,因此需要更多的设备。仅成本是一个主要问题。城市公共汽车的油耗也很重要,但由于路线较短且速度较慢,对于挡风玻璃的空气动力学或形状要求没有那么严格。尽管如此,穿行于繁忙的交通也需要很好的可视性。而且,为了减排,需要轻量型解决方案,因而挡风玻璃和侧挡玻璃要使用更薄的玻璃。由于成本的重要性,设计人员寻求简单的形状、具有成本效益的结构和有效的供应链,同时也考虑更换服务和成本。由于整个公共汽车挡风玻璃市场相对有限,因此玻璃加工商必须致力于为这两个细分市场提供竞争力。为了满足这两个细分市场的需求,加工商需要设备具有灵活性,能够加工超短系列甚至是单块玻璃。本文简要概述热弯设备如何演变,以及如今可以使用什么解决方案来进行挡风玻璃加工。

公共汽车挡风玻璃

从单块挡风玻璃到系列加工

挡风玻璃在热弯工艺中形成最终形状。如果热弯工艺失败,整个工艺也会失败。光学、安装形状和功能均主要取决于热弯工艺的质量。传统上,用缓慢的低产率单室钢化炉制造公共汽车挡风玻璃。典型的钢化炉具有一个用于预热、热弯和冷却的炉室,以及带有玻璃放置模具的活动炉底。单室钢化炉沿用至今,但主要用于非常有限的生产或仅用于为具有包角的较大单块玻璃弯曲最严苛的形状,或弯曲具有突出双曲面的球形形状。这种钢化炉的主要优点是,如果需要,可以在热弯的任何阶段从外部手动干涉热弯工艺。

第一台用于大型公共汽车挡风玻璃加工的连续钢化炉在二十一世纪初引入。早期的公共汽车挡风玻璃钢化炉在构造、加热、模具技术和可控性方面相对简单。它们主要用于弯曲简单的形状和相对较小的尺寸。

相比单室钢化炉,连续钢化炉具有一系列优点。首先,该工艺产量更大,能效更高。这是因为成本最高的部分是热弯段,并且仅在加热工艺结束时才使用它来弯曲最终形状。第二,重复性和产量更佳,因为钢化炉在相同的条件下不断重复加热工艺。第三,能耗较低,因为部分热量仍然维持在冷却过程中。最后,连续钢化炉占用的工厂空间较小。而且由于它采用模块化结构,还可以在以后扩展。

制作公共汽车挡风玻璃

针对更严苛的形状开发系列加工

为了针对更严苛的形状使用系列加工,必须特别注意加热、模具操作和控制。通过集成玻璃支架、触发设备、模具相关技术和改进加热控制,可以提高连续钢化炉的热弯能力。

形状要求越高,热弯段的热量越集中。在加工要求高的玻璃形状时,建议从顶部、底部,甚至侧面进行整体加热。天花板上的加热器可以分为几个部件。最先进的钢化炉最多有五个或七个顶部加热部件。

底部加热可以分为几个控制区,以改善玻璃表面的热焦点。由于固态继电器有价格上的竞争优势,电力调节成为现代钢化炉的标准功能。通过使用加热器上方的反射板或抛物线槽,将热辐射反射到玻璃表面上,可以进一步提高焦点。这也有助于减少散射辐射并优化加热功率。如果加热功率较低,也意味着可以使用较小的变压器,从而降低总投资成本。典型的公共汽车挡风玻璃在两侧有密封翼。因此,一些型号可能需要在侧褶上强力加热。加热可以通过两种方式加强:使用额外的模具加热器或垂直调节顶部加热器。

Glaston ScreenMax 公共汽车挡风玻璃热弯炉

模具技术的重要性

热控制只是该工艺的一部分。另一个重要的部分是模具和模具相关的技术。在预热阶段需要支撑大而薄的玻璃。然后在成形开始的热弯段逐渐释放。目前最常见的工具是支模架,其使用自动中心支架来进行弯曲的释放和降低。

对于带有平衡块的褶皱和铰链模具,通常使用额外的加热器弯曲密封翼。可以通过使用自动翼控制设备来增加翼成型的重复性,该工具可支撑重物并且在弯曲过程中逐渐降低。现代钢化炉具有全自动机翼控制设备,可根据具体制法从工艺外部进行控制。

玻璃表面上的黑色印色比白玻更有效地吸收热辐射。这使加热工艺复杂化,因此必须通过模具上的吸收板或加热盖板来补偿。

制作公共汽车挡风玻璃

结合控制技术,实现最佳效果

对于公共汽车制造商,光学品质和准确形状变得越来越重要。传统的橡胶圈固定装置比目前使用的胶合结构允许更大的容差。使用胶合结构玻璃已经成为不可或缺的一部分,这就需要更准确的玻璃生产容差。在自动钢化炉中,每块挡风玻璃都根据预编程制法进行热弯,该制法规定了每个工艺环节的加热功率、加热模式、触发时间、冷却时间及其他参数。可以根据时间、空气温度或玻璃温度对工艺环节进行控制。公共汽车挡风玻璃主要在混合或短期流水线生产中热弯。通过使用玻璃温度和时间的组合可以实现最佳效果。由于主要工艺和成型遵循由红外光学高温计测量的玻璃温度,所以触发设备的动作和控制可以基于时间设置。对于预热,基于空气温度的控制足够精确。

控制领域的一个有趣的新控制创新基于在热弯期间测量玻璃位置或弧度。冷却可以在热弯期间的任何精确点触发,使得该工艺的重复性更佳。

对称加热至关重要,特别是在同一个炉底弯曲两块玻璃杯时。可以使用温度平衡系统保证对称加热。该系统由两个对称放置的高温计和一个控制算法组成,其在测量后比较每一半的玻璃温度并补偿差值。

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通过新设计和技术保持竞争力

公共汽车中使用的玻璃平均尺寸以及玻璃总量不断增加。现代双层公共汽车的前部最多有三块轻型玻璃,即挡风玻璃本身、目标玻璃和上部挡风玻璃,而不是只有简单的单块挡风玻璃。

集成新技术,如加热系统、镀膜、天线和显示系统,为玻璃加工商开辟了新的商机。未来的玻璃加工商将不会销售平板夹层玻璃,而是销售具有增值功能的透明组件。

这些趋势对公共汽车挡风玻璃加工设备和生产控制提出了更高的要求。为了保持竞争力,玻璃加工商必须继续开发设备,并使其工艺适应市场上不断变化的新需求。

 

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作者简介

Juha Karisola

Over 20 years of experience in finding solutions for glass processors in automotive, architectural and appliance sectors. Main expertise in tempering and in glass bending applications. Currently heading Glaston's Business Unit for laminating, bending & tempering technologies.