Разработка и производство автомобильных стекол

В этой статье речь пойдет о методах и этапах производства автомобильных стекол. Также мы рассмотрим ведущих мировых производителей стекол для автомобилей.

Исходным материалом для получения автомобильных стекол служит листовое стекло, к названию которого добавляют слово «флоат». Этот термин одновременно используется как для обозначения листового стекла, так и метод его производства. Флоат-стекло - это сырьевое стекло, из которого производится практически вся плоская стекольная продукция. Оно может быть прозрачным бесцветным или окрашенным. Флоат-стекло производится в виде крупногабаритных листов (6x3,21 м).

Флоат-метод позволяет выпускать огромные количества листового стекла различной толщины, поверхность которого максимально ровная с обеих сторон и не требует никакой дополнительной шлифовки или полировки. Первые высококачественные, не требующие финишной полировки листовые стекла по флоат-технологии были получены в 1959 году Аластаром Пилкингтоном. Он первым сделал установку, в которой стекло в виде бесконечной ленты непрерывно подается из печи плавления в герметично закрытую, со строго заданной, химически контролируемой атмосферой ванну, наполненную расплавленным оловом. В результате стекло, пропущенное по абсолютно недвижимой и гладкой плоскости расплавленного олова, приобретает аналогичную абсолютно ровную, не требующую заключительной полировки поверхность.

Флоат-установки позволяют производить огромное количество листовых заготовок. Например, на AGC Борском стекольном заводе - первом российском предприятии, модернизированном с учетом современных требований - работают две флоат-линии общей производительностью 1100-1200 тонн листового стекла в сутки. (Три линии по производству триплекса и линия по выпуску закаленного стекла позволяют предприятию производить более 1,4 млн.
машинокомплектов в год; этим стеклом комплектуют 70 % автомобилей, собираемых в России, и еще на вторичный рынок остается). Существует и еще более производительные комплексы. Две флоат-линии, расположенные в Подмосковье - AGC Flat Glass Klin (Проект «Клин-2» компании AGC) - дают 1600 тонн заготовок листового стекла в сутки.

Поскольку оборудование приходится иногда останавливать на профилактику и модернизацию, технологический комплекс оснащают обычно, как минимум, двумя флоат-установками, работающими параллельно.

Флоат-установки позволяют получать гигантское количество листовых заготовок отличного качества. Эти заготовки в качестве сырья для производства различного вида изделий (не только для автомобилей) могут использовать многие предприятия. Однако достоинства флоат-установок порождают и некоторые недостатки флоат- стекла. Дело в том, что установка не позволяет гибко управлять составом стекла. Поэтому чаще всего на флоат-установках выпускают заготовки некоторого усредненного состава, из которых могут быть в последствие сделаны архитектурные стекло- пакеты, а также триплексные и закаленные стекла для различных транспортных средств. И не всегда этот усредненный состав оптимален для каждого вида будущих изделий. (Известно, что, например, боросиликатные малощелочные стекла обладают большой твердостью, но их сложнее закалить). И только очень крупные производители могут себе позволить оптимизировать на имеющихся в их распоряжении флоат-установках состав под какой-то один вид продукции, который пользуется большим спросом. Поэтому свойства стекол, выпущенных самыми крупными передовыми производителями, которые делают огромное количество стекол и сами для себя производят заготовки оптимального состава, могут в ряде случаев отличаться в лучшую сторону от продукции заводов, покупающих заготовки «усредненного состава» на стороне. Хотя вторичному потребителю, и, даже крупному оптовику, как-то отследить этот процесс практически невозможно.

Закаленные стекла

Суть технологии состоит в следующем: стекло (практически готовое стеклянное изделие) разогревают немного выше температуры размягчения (600-720"С в зависимости от толщины и структурных особенностей), а затем резко охлаждают в струях воздуха до 300-450 °С. При этом сначала застывают поверхностные слои стекла, при остывании внутренних слоев возникают остаточные напряжения сжатия. Они-то и обеспечивают механическую прочность и термостойкость закаленного стекла. Эти же напряжения заставляют стекло распадаться в случае его повреждения на множество мелких, не таящих в себе особой опасности фрагментов. По современным нормам безопасности на один квадратный дециметр должно образовываться несколько сот округлых осколков. Маркируют такие стекла словом «Tempered» или просто буквой «Т». У закаленных образцов прочность на ударный изгиб повышается в 3-5 раз, поэтому второе название этого стекла - ударопрочное - вполне уместно. Однако закаленное стекло не подлежит резке, сверлению и другой механической обработке.

При осуществлении закалки очень важна правильная скорость и равномерность охлаждения. Скорость определяет величину остаточного напряжения, а равномерность охлаждения, естественно, распределение этого напряжения по поверхности изделия. Равномерно проще всего охладить относительно небольшие по размерам стекла. Поэтому максимальные технологические сложности вызывает производство больших, например, задних стекол.

Закаленные стекла испытывают на фрагментацию и механическую прочность.

Фрагментация. Это - имитация попадания твердого предмета способного разбить стекло. Стекло ударяют тяжелым керном в специально намеченные точки. Оно должно разбиться на осколки с тупыми гранями. В любом квадрате размером 50x50 мм должно быть не менее 40 и не более 400 осколков.

Механическая прочность. Стекло должно выдержать удар стального шара массой 227 граммов, падающего с высоты от двух до трех метров, в зависимости от толщины стекла.
Многослойные стекла

Качество триплекса определяется качеством пленки-клея и качеством подготовки поверхности. Разбитое стекло может сохранить обзорность достаточную для движения к месту стоянки или ремонта. Многослойные стекла устойчивы к образованию сквозных отверстий и предохраняют людей, находящихся в салоне, от предметов, летящих из-под колес других транспортных средств.

Для получения необходимой пространственной геометрии стекла его моллируют (от лат. Mollio - делаю мягким). Заготовку помещают в специальный металлический шаблон и вместе с ним нагревают до температуры размягчения. В этом шаблоне заготовка под действием собственного веса приобретает определенную форму. Шаблон для моллирования - это очень ответственная составляющая оборудования, размеры и конструкцию которого обычно держат в секрете. Стеклянные элементы многослойных стекол моллируют попарно. После моллирования пара стекол с заложенной между ними по- ливинилбутиральной пленкой помещается в автоклав, где они окончательно спекаются при температуре 1400 °С и давлении 10 бар.

Несколько многослойных стекол из каждой партии подвергают разрушающим испытаниям, которые должны подтвердить их качество. При отклонении от нормы вся партия идет на переплавку.

Производители автомобильных стекол

Разобраться в хитросплетениях прав собственности, консолидации или подчиненности различных фирм и компаний очень трудно, тем более что сами производители не всегда готовы до конца раскрывать финансово-административную структуру, в которую входят их предприятия. Да это, чтобы понять, откуда берутся стекла, не столь уж нужно.

Правильнее будет считать, что все слияния и поглощения среди компаний, производящих автостекло, ставят своей целью сделать новое консолидированное предприятие более удобным партнером для автомобилестроительных корпораций по всему миру, его продукцию еще привлекательнее с технической и финансовой точек зрения, а также обеспечить хорошую общую прибыльность объединения. И совершенно неважно, кто дает деньги на развитие, между кем делится прибыль и сколько стоят акции каждого из подразделений.

Итак, основные игроки мирового рынка производителей автомобильного стекла:

АС С (Asahi Glass Co., Ltd.) (Япония). Один из крупнейших в мире производителей автомобильного стекла. Обеспечивает своей продукцией всех автопроизводителей на внутреннем рынке Японии и владеет более чем 50 предприятиями за пределами Страны Восходящего Солнца. Выпускает стекла под марками AGC, Lamisafe, Lamit и т.д. В частности, в Европе в состав AGC входит компания Glaverbel (Бельгия), которая поставляет стекла с торговой маркой Splintex на конвейеры многих европейских автогигантов, а в Америке Asahi Glass владеет AFG Industries. В Росси AGC принадлежит крупнейший в стране завод по производству автомобильного стекла - «Борский стекольный завод», который выпускает продукцию под собственной торговой маркой «Бор».

Saint-Gobain Sekurit (Франция). Транснациональный концерн со штаб-квартирой в Париже специализируется на разработке и производстве высококачественного автостекла известного под маркой Saint-Gobain Sekurit. Каждый второй автомобиль в Европе сходит с конвейера со стеклами этой марки, в их числе: Audi, Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Ford и др. Разрабатывают лобовые, боковые и задние стекла всех видов, прозрачные и тонированные стекла с различными опциями: солнцезащитная полоса, обогрев, антенна, крепеж для зеркала, датчик дождя и т.д. в пяти научно-исследовательских центрах и выпускают их на 38 заводах.

Nippon Sheet Glass Co., Ltd (Япония). Второй поставщик стекла в Японии (8 действующих предприятий на японских островах). После слияния с британской Pilkington (у которой сильны позиции в Европе - 25 стекольных заводов - и Северной Америке; каждое четвертое автомобильное стекло в мире имеет марку Pilkington) входит в тройку (наряду с Asahi Glass Co., Ltd и Saint-Gobain Sekurit) крупнейших производителей стекла, доля которого составляет около 25 % мирового рынка. Стоит напомнить, что незадолго пред этим объединением в 1986 году в Pilkington вошла знаменитая своими инновациями LOF - Libbey-Owens-Ford Company. Производство объединенной компании сосредоточено в 29 странах. Большую часть выручки формирует автомобильное (46 %) и строительное (43 %) стекло. Остальная часть приходится на стекла для LCD-мониторов и стеклянные комплектующие для копиров и принтеров. Крупнейшие рынки сбыта: Европа 41 %, Япония 29 %, Америка 19 %.

PPG Pittsburgh Plate Glass Industries Inc. (США). Подразделение одного из крупнейших химических концернов мира, специализирующееся на разработке различного вида стекол, стало ведущим предприятием по выпуску автостекол как для сборочного производства, так и для вторичного рынка. Лидер рынка США. Имеет более 100 заводов в Северной и Южной Америке, а также Азии.

Cardian (США). Одна из ведущих мировых компаний по производству автомобильных стекол, штаб- квартира которой находится в Мичигане (США). В Европе основное производство ограничено только лобовыми стеклами и сосредоточено в Люксембурге (завод ориентируется на первичный рынок) и Испании (стекла для замены). Объем производства - более миллиона стекол в год.

FYG Fuyao Glass (Китай). Промышленная группа Fuyao Glass имеет на территории Китая четыре завода по производству автостекол, строительного стекла и технических зеркал. Ведущий мировой производитель (входит в четверку самых крупных производителей мира) и лидер поставок автостекол в Китае. Объем производства превысил $250 млн. Более 100 тысяч комплектов стекол FYG ежегодно поставляет на сборочный конвейер АвтоВАЗа и эти стекла пользуется большим спросом на вторичном рынке России, поскольку продукция хорошего качества и стоит на 30 % дешевле европейских аналогов.

XYG Xinyi Group (Glass) Co. (Китай). Один из крупнейших производителей автомобильных стекол в Азии расположен в свободной экономической зоне Шенчжен (Гонконг). Оснащен современным европейским технологическим оборудованием и системами контроля качества продукции. Использует листовые стекла PPG и пленки DuPont. 2 млн. автостекол XYG поставляют в 70 стран мира (в том числе и Россию). Стекла имеют относительно невысокую цену и отличное качество. На рынке США доля стекол Xinyi составляет примерно 10 %. Именно потому кроме международной сертификации по ECE-R43 и 9656- 1996 все стекла XYG проходят сертификацию по ANEI-Z261. Стекла Xinyi Group используют для первичной установки Ford, Chrysler, Mitsubishi.

JAAN (Польша). Относительно молодая (основана в 1991 году) польская фирма, производящая автостекла под хорошо известной в нашей стране торговой маркой NordGlass (лидер продаж автостекла для иномарок на российском рынке). Использует для своего производства высококачественные материалы фирм Saint-Gobain Sekurit, Pilkington, DuPont... Компания владеет крупнейшим в Восточной Европе оптовым складом, с которого реализует автостекла и ряда других производителей.

Shatterprufe (ЮАР). Ведущий производитель многослойного и ударопрочного стекла Южной Африки. Поставляет во многие страны мира лобовые стекла под маркой Safevue и закаленные (боковые и задние) под маркой Armouplate.
Распространением стекол занимаются дистрибьюторы, счет которых в каждой крупной стране идет на десятки, а иногда и сотни.
Повреждения автомобильных стекол

Несмотря на то, что для автомобильного остекления используют очень хрупкий материал, боковые и задние стекла живут долго, порой при утилизации транспортного средства не имеют существенных повреждений. С лобовым стеклом все иначе. Согласно западным статистическим данным лобовое стекло на среднестатистическом легковом автомобиле приходится менять раз в пять лет. Стекла коммерческих автомобилей приходится менять еще чаще.

Если эту цифру (одно стекло на 5 лет) взять за основу расчета емкости вторичного рынка того или иного региона, а также учесть средние цены на стекла и услуги, то станет понятно, что бизнес включающий в себя ремонт и замену стекол (в подавляющем своем большинстве лобовых стекол) является очень хорошим делом, способным обеспечить устойчивый заработок.

Статьи по теме: