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輕量化汽車玻璃


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房車玻璃門窗廠家行業領先
輕量化汽車玻璃的三大應用
發布時間:[2017-3-6 8:52:21]  瀏覽:

由于稅收以及法律規章制度著力于降低污染物排放的努力,這將會使玻璃生產制造行業相應地增加污染治理投入成本和費用,未來10年之中,人們將會看到價格水準將會進一步攀升。2012年12月,英國環境變化委員會通過計算后宣稱,截止到2020年,由于低炭政策所驅動的電網工業電力價格將會增加2。9 p/kWh,約比現在的價格水平提升40%。由于在玻璃生產制造行業之中,能源耗費所占據的費用和成本占到了整個玻璃生產和制造成本中的一個很大的比例,所以,對于玻璃生產和制造行業來說,削減能源的消耗和使用將是其最優先的選擇。

  對于正在努力尋求削減成本、降低污染物排放之道的玻璃生產和制造行業來說,輕量化技術將是玻璃生產和制造廠商可以期盼有望達到其上述目的的一個值得關注的待開拓領域。所謂輕量化技術就是在不降低使用性能的前提下,通過使用更少的材料或者使用不同的材料,使得所生產和制造出來的玻璃制品重量更輕的—種方法。

  通常來說,一種產品若想要在市場上取得成功,在開始設計的這個階段就需要很好地理解和認識到該產品被市場成功認可需要達到的性能和參數特征。對于產品的重量來說,人們在設計階段往往不會對其認真進行考慮。然而有一些其它行業已經重視產品的輕量化很長長一段時間了。在航空領域,人們愿意選用更加輕便的部件,以便使得飛行器能夠飛得更快或者更加省油。在國防領域,人們已經研究和開發出自身重量更輕的裝甲防護用具。

  在以上兩種案例情況之中,在輕量化的同時保持產品具有同等的性能這一點相當重要。例如,雖然裝甲本體自身的重量減輕了,但是它還必須仍然能夠起到對人體防護作用的效果。

  重量恰到好處

  所謂“重量恰到好處”這個概念是指要綜合考慮到生產和制造產品的成本,該概念已經被其它行業的生產和制造廠商所采用。雖然.降低產品的重量使其輕量化一般來說可以降低產品的成本,但是,往往也會有與此不一致的情況出現。其中的關鍵點就是要使制品所達到的恰到好處重量不但可以使制品保持同等的性能,而且還要使該制品的生產制造成本處于合理的成本水平,當然,該合理成本與最低成本并不一定是同—個概念。

  既然這樣,輕量化技術或者說重量恰到好處對于玻璃生產制造行業來說究竟會起到哪些作用呢?對于這些希望尋求使他們自己能夠區別于別的生產制造廠商而獲得更多的市場份額、降低成本、增加利潤的玻璃生產和制造商來說,輕量化技術又能夠給他們帶來哪些價值增長呢?

  大部分玻璃產能的增長是靠玻璃產品的功效和性能來驅動的。而在大多數的情況之下,玻璃制品的重量則純粹為一種偶然因素來決定,即曾經是這個重量,故以后一直就是這個重量。在許多情況之下,這將會導致玻璃生產和制造行業將其注意力集中在批量、規模和厚度等等與玻璃制品的重量無關的其它一些因素方面。

  然而,當玻璃制品的重量減輕之后,還能夠保持該玻璃制品原來所具備的強度和耐久性這些產品特性品質不下降嗎?如果玻璃制品成型的時候所使用的材料重量減輕,那么其生產和制造時所消耗和使用的能源量是不是也會降低?同時,該玻璃制品在內部生產和制造過程之中周轉以及廠外運輸的時候是不是也將更加輕便呢?

  如果針對上述所提出的問題都是肯定的回答的話,那么,這就意味著減輕玻璃制品的重量可以為玻璃制品的生產和制造廠商帶來巨大的利潤。原因就在于玻璃制品重量減輕之后所使用的原材料更少、消耗的能源降低、需要搬運的重量也降低。玻璃制品重量減輕帶來的所有上述直接好處最終都可以歸結為降低了生產和制造廠商的運作成本、提高了產品利潤。這一點非常重要,它是在經濟下滑不景氣的時候使玻璃生產制造廠商仍然能夠欣欣向榮地發展而不是僅僅茍延殘喘地活下來的一種重要生存和發展之道。

  不同包裝材料之間的競爭

  由于玻璃瓶罐作為一種包裝材料在食品和飲料行業之中使用的時候還需要應對來自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PEI)瓶、其它塑料瓶罐鋁罐以及卡紙包裝等等其它一些包裝材料的競爭,同時為了減少在生產和加工過程之中對環境保護所帶來的影響,玻璃瓶罐的使用也面臨著來自消費者和相關法律法規越來越大的壓力,所以,上述所有這些因素都導至玻璃瓶罐的生產和制造都將朝輕量化方向發展。

  在白酒或者葡萄酒的包裝材料之中,玻璃材料所占據的市場份額達到了97%。應用于白酒或者葡萄酒包裝的玻璃瓶罐已經出現在輕量化發展的視野范圍之內。一般酒瓶的平均重量在500克左右,而目前重量最輕的酒瓶已經減輕為300克。從上述數據之中就可以看到應用于白酒或者葡萄酒酒瓶的玻璃瓶罐包裝制品在輕量化方面的發展潛力。

  啤酒瓶在玻璃瓶罐制品輕量化方面也有發展潛力。最近就有一個這樣的例子:一家著名的啤酒品牌宣稱,其所使用的啤酒瓶的重量下降了11%,這將節省出足夠供350個英國家庭所使用的能源,同時,還可以減少大約2000噸的二氧化碳排放。

  據英國廢物及資源行動計劃(Waste amd Resourccs Actionn Programme,WRAP這個非盈利組織的報告,如果以標準重量作為來計算基準,那么就一個玻璃瓶罐與一個聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的生產和制造方面相比較而言,玻璃瓶罐的生產和制造在碳排放方面所產生的環境影響要低。但是,由于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶罐在重量方面相當輕,所以,將會看到其在運輸過程之中相對玻璃瓶罐而言能夠減少二氧化碳排放所帶來的環境影響。

  輕量化所帶來的影響

  玻璃本身是一種非常堅固的材料,但是,其在生產制造和成型過程之中會在制品結構之中產生應力引導的缺陷。另外,為了達到玻璃瓶罐制品輕量化的目的,其生產制造和成型所使用的玻璃材料使用量也會減少。這兩方面的因素疊合在一起,將可能會導致輕量化玻璃瓶罐的使用強度降低。

  眾所周知,上述提到的這些潛在問題可以通過對玻璃瓶罐制品進行設計和分析、識別和消除玻璃瓶罐制品之中的應力聚集點來解決和克服。但是其中不好的方面在于,玻璃瓶罐在外觀造型方面有可能會不得不打些折扣而犧牲一點。

  通過玻璃瓶罐的設計來減少和降低玻璃瓶罐生產和制造中非必需的材料使用量、實現玻璃瓶罐制品的輕量化,這還將給玻璃生產和制造廠商帶來進一步的好處,即玻璃瓶罐制品的生產和制造成本也應該相應地降低。

  由于每個玻璃瓶罐制品所使用的玻璃材料重量更少,所以,在其生產和制造過程之中所消耗的熱量也將降低,從而反過來會增加玻璃生產和制造廠商的生產能力。玻璃瓶罐制品輕量化所產生的影響,除了在生產和制造方面需要進行考慮之外,還有其它很多方面需要進行考慮。輕量化的玻璃瓶罐灌注生產線需要在運行方面安全可靠,在發生玻璃瓶罐破損情況的時候要能夠在最短的時間之內恢復運行。擴展到供應鏈來說,輕量化的玻璃瓶罐需要在運輸和儲存過程之中完整無損,消費者需要確保這些玻璃瓶罐在購買回家的運輸過程之中不會發生破碎。

  設計

  輕量化玻璃瓶罐在設計方面最重要的一點就是要保證玻璃瓶罐所使用的玻璃材料分布和使用合理,以便在玻璃瓶罐接觸生產和制造裝置的部位有足夠的厚度能夠承受相應的應力和沖擊。

  在輕量化玻璃瓶罐的生產過程之中,玻璃的壁厚將由玻璃注模加工的效率來決定。如果沒有足夠的注模加工效率,不能夠將玻璃及時分布到其需要填充注模的地方,那么就意味著需要較厚的壁厚。

  窄口徑壓吹法(NNPB)玻璃成型工藝可以在玻璃的模制成型的時候提高玻璃的布料均勻度。該玻璃成型工藝的出現和使用將直接為減薄成型玻璃制品的壁厚帶來好處,從而可以減輕玻璃制品的重量。

  其它應用

  玻璃瓶罐制品的輕量化不僅對玻璃行業自身來說是一個減少污染物排放、降低生產制造成本、彰顯其綠色環保理念的機會,而且還可以成為促發其它行業增加對玻璃瓶罐包裝制品使用和需求的機會。

  例如,近來研究和開發出來的玻璃微珠已經在塑料加工行業中作為塑料制品的添加劑來使用,以便在保持最終塑料制品物理性能不變的同時使其重量得到減輕。

  玻璃微珠可以添加到液體聚合物中使用,以便改變最終制品的密度。這進一步促進了玻璃微珠在高壓注射模塑成型工藝之中的應用,同樣也促進了它在諸如澆鑄等低壓模塑成型工藝方法之中的應用。

  玻璃微珠甚至還可以將自身的一些特性注入列其添加使用所得到的最終塑料制品之中去,例如,添加了玻璃微珠所制備的最終塑料制品具有玻璃微珠帶來的較低的熱膨脹系數這一特性。采用聚乙烯和聚丙烯所制備的塑料零部件也可以通過添加玻璃微珠的方式來進行輕量化,而不用使用諸如玻璃纖維和碳酸鈣之類較重的傳統填充料。隨著所添加玻璃微珠直徑的增加,所制備塑料制品的密度會降低,同時塑料的硬度會增加。

  同樣地,玻璃微珠也在汽車行業得到了應用,以便可以減少汽車車身板材的密度和重量,從而達到顯著增加燃油消耗和使用性能的效果。具有特殊性能的、輕量化的玻璃在其它行業中也有需求。輕量化的玻璃在航空航天工業之中已經得到了應用。對于在夜視成像系統中使用、具有高透過率的玻璃來說,例如駕駛員座艙指示和顯示系統,通過調制特殊成份的玻璃,可以使其玻璃壁厚減低到原來尺寸的三分之二。

  由于玻璃的輕量化,窗戶的重量也相應得到減輕,當然也會帶來其它一些好處。三層玻璃的窗戶相應于二層玻璃的窗戶來說具有更好的隔熱保溫性能,但是其重量相對來說也更重。使用在窗戶方面玻璃重量得到減輕,意味著不僅其在安裝使用的時候將更加方便,而且還可以降低在運輸和搬送方面的成本。

  更薄的、經過鋼化熱處理的玻璃片具有相對較高的承載能力,使用它來作為三層玻璃的中間層,將不但能夠降低三層玻璃窗戶的重量,而且還可以提高窗戶的光透過率。汽車尾氣中二氧化碳的排放給環境所帶來的影響和沖擊,不僅要算帳到驅動汽車前進這一方面,汽車空調系統對于環境所造成的影響和沖擊也不容忽視。由于外界熱量通過汽車窗戶進入到汽車內部,從而需要驅動汽車空調系統來給汽車內部降溫。

  人們不但使用空調系統來降低溫度,在冬天還需要使用空調系統來增加溫度。在一年四季之中,通過使用特殊設計的涂層玻璃可以減少空調系統的使用。該特殊設計的涂層玻璃能夠減少透過玻璃向空問內部傳遞的太陽能,從而在夏天能夠降低空間內部的溫度。另外,它還含有加熱單元,能夠增加溫度、降低在冬天水蒸氣的冷凝。

  如果所使用的輕量化玻璃還具有上述這些功能,則其在降低汽車二氧化碳排放所產生的影響方面還有進—步應用和使用的潛力。

  消費者

  由于輕量化玻璃制品的較低質量常常沒有被及時發現,因而,消費者對于輕量化玻璃制品的使用方面也存在一些擔憂。

  據英國廢物及資源行動計劃WRAP這個非盈利組織2007年的一份報告所得出的結論,公眾一旦認識到輕量化玻璃制品在環境保護方面所帶來的好處,他們對于玻璃制品的輕量化就會持有積極擁護的觀點和看法。

  然而,許多消費者現在仍然還不能夠將灌裝的正常重量玻璃瓶罐制品和輕量化的玻璃瓶罐制品分辨和區別出來。玻璃制品的輕量化在概念上非常簡單,但是,要把其進—步推向應用則還有很多復雜的工作需要去做。

  為了使玻璃制品的輕量化真正達成更多的實效,而不是僅僅停留在常規的節約方面,還需要更加革命性的舉措、創新的思維,并急需從其它技術和行業中學習和吸收經驗。

  其次,雖然玻璃的輕量化可以降低成本,但是,要進行玻璃生產制造加工工藝的變更也可能需要投入一些資金。所以,必須要進行嚴格而準確的投入產出分析。玻璃制品的輕量化要進一步向前發展需要注意正確確定玻璃制品的輕量化合適重量,以便使它能夠滿足下述綜合標準:性能指標、直接制造成本以及成本節省收益等等。

  環境

  玻璃制品輕量化在環境保護方面所具有的降低玻璃制品生產制造過程、運輸和搬運過程、廢品回收過程之中所產生的排放和污染這樣一些潛在的好處,可以為市場帶來其好處和價值。

  現在,消費者更愿意為這樣的產品和服務買單,即不僅僅是在口頭上重視環保理念,而且要在行動上減少能源的消耗和使用、降低溫室氣體的排放。這樣的產品和服務將更加有助于贏得來自公共部門和私營單位用戶的關心和照顧。

  金融市場也遵循著法律規章制度的規定,進行生產制造經營業務發生污染大氣和環境事件的風險評估。如果企業能夠在國際碳排放信息披露項目中以及《新聞周刊》中排名,那么,其將更加吸引股東和投資者的投資興趣。

  結論

  就全世界整個市場來說,玻璃制品的輕量化給玻璃生產制造和加工行業所帶來的好處還可以進一步深化。任何使用玻璃的行業都可以通過玻璃制品的輕量化提高利潤、改善環境保護,但是,還需要加大專注和投入、進一步思考,并且要積極從其它行業學習和吸取經驗。


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