Formgivning af bilruder
Glas er et viskoelastisk materiale, hvis mekanise egenskaber ændrer sig meget hurtigt i løbet af en lille temperatur variation. Mellem 500° - 600°C falder dets viskositet med en faktor på 10.000, fordi det ændres fra et sprødt fast stof til et plastisk stof. Teknikken i glasbøjning udnytter denne plastiske fase til at producere former, der er komplekse, men uden rynker og andre optiske forvrængninger. Optisk forvrængning sætter grænsen for formningskapaciteten.
Computersimulering af faconudformningen går oftest forud for det praktiske arbejde med modellering af faconer. Auto frontruder er normalt relativt enkle i formen på grund af kravet om en høj grad af optisk integritet.
To grundlæggende fremgangsmåder anvendes til at forme forruder
Den første er bøjning og er den mest udbredte proces til forruder. Et par glas, støttes perifert og opvarmes til den viskoelastiske fase (580°C - 640°C), og får lov til at synke under sin egen vægt til den ønskede form (tyngdekraften udfører bøjningen). Temperaturfordelingen kontrolleres nøje hen over hele glasoverfladen.
Den anden grundlæggende proces er trykbøjnings teknologi, der benyttes for at opnå større præcision eller kompleksitet i designet. Dette kommer i to niveauer. Den enkleste form er, hvor en matrice anvendes til at trykke formen i udvalgte områder under den afsluttende proces af bøjningen. Der, hvor der er behov for fuld kontrol over hele forrudens overflade for at forbedre vinduesvisker ydeevne og sprinklingen af ruder, kan glas bøjes ved tryk mellem en fuld overflade form og en perifer modform for at opnå en præcist formet overflade.
Lamineret forrude
Forruder er en lamineret konstruktion. Lamineret glas fremstilles ved at indlægge et plastlag (oftest PVB) mellem to planglas. Efter oplægning af de forbøjede glas samles de som en sandwich glas-plast-glas, der opvarmes og presses sammen under tryk i en autoklave, indtil laminatet er fuldt vedhæftet og optisk klart. Denne konstruktion giver øget sikkerhed og sikrings funktioner, da plast laget holder glassplinter på plads og modstår gennemtrængning.
Hærdet glas i side- og bagruder
Sideruder og bagruder har traditionelt været lavet af hærdet glas, selv om der er en stigende tendens til at anvende lamineret glas. Sideruder er generelt enkle i form og er lavet ved enten bøjning eller ved trykbøjningsteknologien afhængigt af, om formen er nominelt cylindrisk eller sfærisk.
De fleste bagruder kræver avanceret trykbøjningsteknologi for at skabe de komplekse former til mange af nutidens biler. Glasset transporteres gennem en varmeovn på keramiske ruller til bøjningstemperaturen (~ 650°C). Glasset bliver derefter presset i form, sædvanligvis ved anvendelse af to opvarmede fuldflade forme og derefter transporteret til hærdning på et stativ med fuld kantunderstøtning. Hovedformålet med hærdeprocessen er at indføre trykspændinger i overfladen og derved hæve glassets styrke til at modstå belastninger. Samtidig betyder trækspændinger i kernen af glasset at der skabes mange små relativt harmløse stykker glas når glasset går i stykker.
Termisk hærdning er den mest almindelige måde at hærde glas på til brug i bil side- og bagruder. Glasset opvarmes til ca. 650 °C, hvorefter det chockafkøles med luftstråler, så overfladen afkøles hurtigt og kernen langsommere. Den omgivende temperatur får kernen til at fortsætte med at afkøle og trykspændinger udvikle sig i overfladerne, afbalanceret af spændinger i kernen.
Kemisk hærdning anvendes navnlig til højstyrke glas til meget høje niveauer til speciale formål som flyruder. Det betyder en ionbytningsreaktion, som erstatter natrium ioner ved overfladen med større kaliumioner, som sætter et tyndt lag af overfladen til et højt niveau af kompression.
Styrke i glas
Alle glas, uanset om det er til auto- eller bygningsformål, kræver præcis styring af styrke niveauer for at sikre at produkterne opfylder lovgivningsmæssige- miljø- eller robusthedskrav. Forskellige optiske teknikker er tilgængelige til at måle overfladespændinger, indvendige spændinger og fladespændinger. Sommetider er strain gauge teknologi anvendt til at bekræfte at produktet er i stand til at modstå den termiske eller mekaniske styrke der kræves af glasset.
Mærkning
Mange glasprodukter har farvede mærker på dem. Dette kan variere fra simple varemærker til hele kantafdækninger (normalt sort blæk), antikondensudstyr og antennekredsløb (normalt sølv blæk) eller dekorative virkninger. Trykfarverne er sædvanligvis keramisk baseret, hvilket betyder, at de er sammensat med omkring 50% glasfritte med lavt smeltepunkt, der permanent binder pigmenterne med mere til glassets overfladen under opvarmningen i bøjningen eller i hærdeprocessen.
