一切均得益于BayVision的全面支持

作者:本网编辑 文章来源:拜耳材料科技 发布时间:2011-03-01
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这款全新的布加迪威龙16.4 Grand Sport跑车装有targa车顶,该车顶组合了一个透明的全景天窗。仅需简单的几步操作,就可将该车顶移走,使汽车切换成敞篷模式。为了更便于对该车顶进行操作,同时显著降低其重量,该全景天窗采用了拜耳材料科技的模克隆聚碳酸酯材料,该材料已在轻量化的汽车玻璃生产中得到了成功应用

BayVision代表着拜耳材料科技在采用模克隆聚碳酸酯生产汽车玻璃方面所拥有的全面的技术专知。除了提供订制化的模克隆聚碳酸酯玻璃材料外,BayVision还为合作伙伴提供丰富的塑料加工技术和广泛的开发设计经验。凭借在聚碳酸酯汽车玻璃方面的广泛技术专知,拜耳材料科技支持了布加迪全景天窗项目和韦巴斯特全景天窗用U型聚碳酸酯面板项目的开发成功。

用于高速汽车上的聚碳酸酯全景天窗

全新布加迪威龙16.4 Grand Sport跑车融合了敞篷跑车的外观与全封闭车型的动力和安全性能。通过采用一个带有透明全景天窗的targa车顶,使得这一概念得以实现。仅需简单的几步操作,就可将该车顶移走,从而使汽车快速切换至敞篷模式。

布加迪外表面工程部玻璃项目经理Daniel Starmann 介绍说:“为了提高车顶的易操作性并显著降低其重量,我们为我们的产品设计选用了模克隆聚碳酸酯材料。由拜耳材料科技提供的这种聚碳酸酯材料在轻量化的汽车玻璃批量生产中已得到了成功应用。此外,这家位于德国勒沃库森的材料公司所拥有的技术专知还使我们受益匪浅,该公司为我们提供了所有聚碳酸酯玻璃生产过程中需要的工艺技术。”

这种技术专知的一个例子是,由拜耳材料科技开发的新一代红外(IR)吸收颜色满足了大众集团(包括布加迪品牌)的使用要求,这是该红外吸收颜色首次被用于可拆卸的targa车顶的批量化生产中。该新型红外线吸收颜色的色彩丰富多样,扩大了用户的选择空间。通过对由模克隆 AG2677制成的玻璃进行适当处理,即便是深色外观亦可具有极低的能量传递率,如:为布加迪天窗所选用的这种灰色遮挡颜色能够过滤掉阳光中的红外线,该颜色的太阳光直接透过率仅约5%,其效果至少与用于传统玻璃的红外颜色相当,从而避免了因阳光长时间照射而造成车内温度过高。此外,该聚碳酸酯玻璃亦可有效抵抗紫外线辐射,而导致汽车内饰老化的元凶正是紫外线辐射。

该全景天窗由位于德国Geesthacht的KRD Sicherheitstechnik公司(以下简称“KRD公司”)制造。该公司在采用聚碳酸酯板材为汽车行业生产轻质安全的汽车玻璃方面已有多年的经验,其服务范围覆盖了整个生产工艺链。

布加迪车型的天窗由模克隆 GP grey 722硬质聚碳酸酯板材制成,它拥有5mm的厚度,是一种非常结实的材料。拜耳板材欧洲有限公司采用拜耳材料科技的模克隆 AG2677聚碳酸酯来生产这种板材,该材料是为汽车玻璃应用而特别配制的。为了有效发挥出此种高科技透明材料的性能,拜耳板材欧洲有限公司对其挤出工艺进行了精细优化,从而使产出的板材表面无条痕、无瑕疵、无杂质且不会变形,达到了极高的玻璃应用光学质量标准。

在热成型前,KRD公司先给板材印刷黑色边线,之后再用迈图高新材料集团(总部位于勒沃库森)的AS4000聚硅氧烷湿涂体系进行涂层加工,这为该全景天窗带来了优异的抗刮擦性和耐候性。接着是对这些边缘进行研磨。最后但并非不重要的一步是,由位于德国Mindelheim的BBG公司在该边缘上施涂聚氨酯。

“对于我们的挑战是,尽管制造流程涉及了许多个工艺步骤,但我们必须在很短的时间内,快速地生产出满足汽车制造商严格的检测规范要求和极小偏差要求的部件。” KRD公司总经理Korinna Brammer说。

虽然该全景天窗拥有1230mm的长度和1050mm的宽度,但其重量却不足5.6kg,其中还包括了聚氨酯饰边的重量。结果,整个targa车顶的重量也只有13.5kg,从而提高了其可操作性。“用模克隆聚碳酸酯取代同样厚度的玻璃,我们减轻了50%的重量,这充分证明了我们的聚碳酸酯材料在汽车玻璃应用方面所具有的巨大的减重潜力。”拜耳材料科技汽车玻璃项目经理Sven Gestermann博士说。

在开发该全景天窗的过程中,KRD、BBG和布加迪公司得到了拜耳材料科技BayVision汽车玻璃团队的大力支持和帮助。BayVision的专家们利用CAE模拟分析确定了全景天窗的热膨胀系数以及在风荷载条件下的性能表现,从而为确定理想的点胶位置、以利用胶粘剂将聚碳酸酯玻璃粘接到碳纤维的车架上提供了依据。


由韦巴斯特开发的电控斜面/滑动式全景天窗的独特之处在于,整个玻璃由一个整片的U型面板进行包封,从而彰显出深黑色的高光效果和玻璃般的抗刮擦表面。该U型面板由拜耳材料科技为此应用而特别优化的模克隆 2605聚碳酸酯制造而成,它使玻璃表面的外露面积更大,并可隐藏车身结构

在该应用中,选择正确的施胶点意义重大,因为在高速行驶时,全景天窗的特定部件不能有任何微小的变形。

据介绍,布加迪威龙16.4 Grand Sport跑车的最高时速达407km/h,是目前公路允许行驶的最快速的超级跑车,模克隆全景天窗因此也成为了迄今为止同类产品中应用于最快车速的品种。

用于韦巴斯特全景斜面/滑动式天窗的整片U型聚碳酸酯面板

由韦巴斯特开发的电控斜面/滑动式全景天窗能够为车内营造出一种令人叹为观止的露天感觉,该全景天窗已被大众和奥迪汽车公司用于各种Polo和奥迪 A1车型中。这种天窗的玻璃表面比传统天窗大两倍有余,其独特之处在于,整个玻璃由一个整片的U型面板进行包封,从而彰显出深黑色的高光效果和玻璃般的抗刮擦表面。该U型面板由拜耳材料科技为此应用而特别优化的模克隆 2605聚碳酸酯制造而成,它使玻璃表面的外露面积更大,并可隐藏车身结构。

“该U型面板的独特之处是其高品质的设计和玻璃般的外观。该部件采用黑色聚碳酸酯材料整片模塑成型而无任何拼接,从而凸显出车顶系统的高品质和均一外观。”负责制造面板和整体玻璃车顶系统的韦巴斯特公司聚碳酸酯产品经理Jochen Walz解释道。韦巴斯特公司总部位于慕尼黑附近的斯托克多夫,是全球敞篷车和车顶系统行业的市场引领者,其位于雷根斯堡的Schierling塑料能力中心可生产所有类别的聚碳酸酯部件。

据介绍,该U型面板上涂有迈图高新材料集团生产的新型聚硅氧烷湿涂层系统,它以AS 4700面漆和新型的SHP 470FT 2050底漆为基础。这是该湿涂系统首次用于批量生产中,它能够产生具有高度光泽的饰面。该解决方案比之前的系统耐候性更好,特别是被用于暗色和黑色聚碳酸酯部件上时。此外,该湿涂系统还具有非常好的抗磨损、抗刮擦性,即使多年频繁洗车后,其外观仍亮丽如新。

该U型聚碳酸酯面板的前部长1140mm,两侧尺寸分别是980mm,对于注塑成型而言,这一尺寸显得过大。因此,该部件的生产采用了注压成型工艺,这也是采用聚碳酸酯生产用于全景车顶的大型3D上釉组件所采用的工艺。因为该工艺可生产出低应力的部件,因此不会产生缩痕,使部件具有出色的表面特性,更易于接受涂层处理。

诸多原因使得模克隆 2605 MAS 083材料成为生产该U型面板的理想材料。“这种聚碳酸酯材料的涂覆性能得到了优化,从而能够为部件带来高品质的表面;深黑色则更加凸显了产品的高光效果。此外,该材料在耐久性和流动性方面达到了完美的平衡,而这两种特性对产品的使用和生产加工都是非常有利的。”拜耳材料科技的Sven Gestermann博士介绍说。

对于短车顶面板的汽车而言,这种全景斜面/滑动式天窗是一个理想的选择,它不会限制后排乘客的头顶空间。这种U型聚碳酸酯面板赋予了该斜面/滑动式全景天窗以高品质的纯玻璃般的外观,而这种效果以前只能在顶级汽车上才能看到。该车顶系统还非常轻,仅重22kg,这要归功于聚碳酸酯部件以及由塑料和加强钢板组件制成的混合框架结构。当汽车的理论行驶速度达到250km/h时,这种斜面/滑动式全景天窗可以打开和关闭。

在为该斜面/滑动式天窗开发U型聚碳酸酯面板的过程中,韦巴斯特公司得到了来自BayVision的全面服务。除了提供订制化的模克隆聚碳酸酯玻璃材料外,拜耳材料科技汽车玻璃团队的专家们还帮助完成了该部件的设计。“例如,我们采用CAE模拟分析对部件设计进行改进,使其热膨胀性、粘接性和其他各种承载性能得到优化。我们采用流变学计算来确定最合适的热流道喷嘴位置。当该U型板首次投入批量生产时,我们还为韦巴斯特公司提供了现场技术指导。”拜耳材料科技汽车玻璃团队的设计专家Roland Brambrink介绍说。

带夹层支撑结构的全新聚氨酯车顶模块

拜耳材料科技的聚氨酯专家们已成功研发出一种十分轻质坚固的车顶材料,此种材料具有卓越的隔热性能。来自拜耳全球聚氨酯业务BaySystems 的Baypreg和Multitec聚氨酯系统使这一切成为可能。基于实用性以及应用范围在很大程度上取决于驱动能源的有效利用方面的原因,使得各类汽车可从此类车顶的优异性能中受益,尤其是由电池组或燃料电池驱动的电动汽车,以及太阳能汽车。在此方面,该新一代车顶的轻巧特性起到了十分重要的作用,其单位面积重量仅为4.5kg/m2。另外,该车顶的导热系数较低,降低了加热能耗,尤其在冬季这一优势更为明显。

该车顶采用Makrofol薄膜涂层,表面质量优异。相较于传统设计的车顶,它能显著提高驾驶舒适性。除了可提供优异的声学性能外,还具有良好的耐冰雹和抗机械冲击性。

“即便采用多层结构,先进的聚氨酯加工技术亦能提高小批量和大批量生产的成本效益。”拜耳材料科技的Detlef Mies介绍说。目前,该公司的聚氨酯专家们正与汽车制造商和零部件制造商携手合作,以期实现该项目的批量化应用。

该车顶的支撑结构采用了夹层设计,具备优异的抗弯强度和尺寸稳定性。它由两层玻璃纤维毡组成,并在两者之间夹有聚碳酸酯或纸基的蜂窝芯材。该玻璃纤维毡和芯材通过模压成型的方式与BaySystems Baypreg聚氨酯系统进行接合。在车顶边缘,夹层结构的支撑功能则由Baypreg聚氨酯喷涂系统实现,它由长玻纤进行增强。该边缘可与车体的车顶框架相连,这样不仅使车顶嵌入把手变得十分方便,同时也提高了整个车顶模块的机械负荷能力。

向外延伸,在支撑结构的后面是由Multitec高活性双组分聚氨酯系统制成的多功能中间层,它可防止车顶表面出现孔洞或玻璃纤维外露。该材料的线性膨胀系数极低,且具有优良的抗拉强度,同时还可确保支撑结构与车顶表面的Makrofol聚碳酸酯薄膜完好粘接。此种薄膜不仅具有亮色效果,且耐刮擦性能佳,可抵御清洁剂和化学品的侵蚀。

拜耳材料科技为外部车身应用而开发了对比色(黑色)涂膜,可在该透明的涂膜上印刷彩色图案或功能图案,涂覆于薄膜上的涂层只需物理干燥即可。将薄膜切割成相应尺寸后,可将其存放起来等待在下一工序中使用。

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