Регистрация Войти
Вопрос

Почему оргстекло не используют для изготовления автомобильных стёкол?

В 2014 году кто-то разбил правое боковое стекло моего Volkswagen Golf.



Я торопился и у меня было мало денег, поэтому я «временно» вырезал кусок оргстекла толщиной 4 или 5 мм (8 долларов), согнул его с помощью горячего воздуха и установил в машину, думая, что через несколько недель, когда оно износится, я заменю его на нормальное стекло.



Он был закрыт в течение двух лет, и стекло по-прежнему кристально чистое (поэтому я как бы и забыл о нём), хотя при ближайшем рассмотрении можно заметить микроцарапины. Стекло по-прежнему прозрачное, как и всегда.



Я рассказываю об этом, потому что вчера двое парней на мотоцикле попытались украсть мой портфель. Они остановились прямо рядом со мной на красный свет, и один из них попытался разбить стекло молотком. Инструмент отскочил от окна и попал водителю мотоцикла в шлем. Они чуть не упали и позорно сбежали.



Долгое время я считал, что оргстекло не подходит для использования в автомобилестроении, но теперь я пересмотрел своё мнение.



Помимо лобового стекла (которое будет разрушаться быстрее из-за прямого воздействия микрочастиц), как вы думаете, почему оргстекло не используется для изготовления автомобильных стёкол?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/30299/why-is-plexiglass-not-used-for-car-windows
1
+ Читать

58 Комментариев

  1. В Израиле людям, живущим в опасных районах, бесплатно заменяют стёкла в автомобилях. Переднее лобовое стекло заменяют на пуленепробиваемое. Боковые стёкла заменяют на пластиковые, чтобы защитить их от камней. Боковые стёкла со временем царапаются и приобретают желтоватый оттенок, после чего их можно заменить.

  1. Один из ответов на похожий вопрос о домашних окнах на другом сайте Stack Exchange:



    Мнение о том, что в автомобиле нужны небьющиеся окна, может быть ошибочным. Если вы попали в аварию и двери заклинило — например, кто-то врезался в вас сбоку и вы врезались в стену, — то через боковые и задние окна можно быстро выбраться, если у вас есть аварийный молоток, предназначенный для разбивания закалённого стекла, которое используется в боковых окнах. (Такое стекло разбивается на мелкие тупые осколки.) Лобовое стекло изготовлено из многослойного стекла, которое в любом случае не разобьётся, а значит, дорожный мусор не повредит его.

  1. Я думаю, что для ответа на этот вопрос нужно ответить на первоначальный вопрос, который, по сути, звучит так: используется ли оргстекло для остекления легковых автомобилей. Ответ на этот вопрос однозначный: да, используется.



    Одним из примеров серийного автомобиля с пластиковыми окнами является Porsche 911 GT3 (991 GT3 R). Взято из статьи в Википедии об этом автомобиле, доступной здесь




    Все окна — и впервые лобовое стекло — изготовлены из поликарбоната для снижения веса




    Местное законодательство может запрещать использование оргстекла для изготовления автомобильных стёкол, что отражено в той же статье, где говорится




    Американская версия ... имеет стандартное заднее стекло (не из оргстекла) ... в соответствии с правилами SCCA




    Первым примером, который пришёл мне на ум, был 911 GT3, но дальнейшие исследования показали, что в более скромных дорожных автомобилях, таких как родстер Smart Fortwo, используются пластиковые окна.

  1. В дополнение к другим упомянутым факторам. Оргстекло не защищает от ультрафиолетового излучения, в отличие от кварцевого стекла. Пассажиры могут обгореть на солнце, если будут ездить по городу под прямыми солнечными лучами.



    Раньше, когда не во всех автомобилях в жарких странах были кондиционеры, можно было определить, у кого из водителей он есть, по тому, что они опускали стекло со стороны водителя и иногда опирались локтем на дверь. Левая рука загорала, а правая, находившаяся под стеклом, защищающим от ультрафиолета, — нет.



    В странах третьего мира для стерилизации воды используют большинство пластиков, прозрачных для ультрафиолетового излучения. Они просто наполняют старую бутылку для воды размером с ладонь и подвешивают её на неделю или около того на крыше из гофрированного железа. Когда они снимают бутылку, все микробы уже погибли. Кто-то должен был получить за это Нобелевскую премию.


  1. он слишком легко царапается. поэтому его нельзя использовать на дороге
  1. Теперь это имеет гораздо больше смысла, чем произвольные правила. Кроме того, для переработки пластика требуется гораздо меньше тепла, чем для размягчения стекла.
  1. Закалённое стекло разрушится, если приложить силу в определённой точке, то есть оно устойчиво к тупым ударам. Оргстекло, рассчитанное на то, чтобы его можно было выбить, будет вести себя прямо противоположным образом. В зависимости от того, какой удар вы ожидаете — случайный или намеренный, — один из этих вариантов будет лучше другого. Это также означает, что эти подходы не взаимозаменяемы.

  1. Пластик — это круто. Одна из его особенностей заключается в том, что он легко разрушается под воздействием ультрафиолета / солнечного света. По моему опыту, это самое слабое звено в его использовании. Тем не менее в современных автомобилях используется множество пластиковых деталей.



    Как правило, линзы для фар изготавливаются из поликарбоната. На поликарбонатную линзу наносится тонкое покрытие, обеспечивающее дополнительную защиту от ультрафиолета.



    Линзы красных габаритных огней практически все акриловые. У него хорошие свойства, он хорошо формуется и равномерно пропускает свет. А оргстекло — это, по сути, акрил.



    Что касается того, почему оргстекло не используется в автомобилях, я думаю, вам действительно стоит следить за долларовыми купюрами $$$$$$$$. Штампы для формовки стекла не такие дорогие, как пресс-формы, необходимые для изготовления таких вещей, как линзы для фар. Пресс-формы (штампы) для этих изделий безумно дорогие. Вы даже не представляете.



    Я много работал над проектированием для американского производителя оригинального оборудования (OEM) как для наружных стёкол, так и для наружного освещения. Я бы сказал, что пресс-формы для поликарбонатных линз для фар были одними из самых сложных в проектировании (и очень дорогих) инструментов, с которыми нам приходилось иметь дело. Из-за размера пресс-форм над ними может работать только один человек за раз. Невозможно задействовать десять человек, чтобы работа выполнялась в десять раз быстрее. Эта сталь очень дорогая и очень твёрдая. Если вы сделаете что-то не так или будете действовать слишком быстро, форма может треснуть.



    На изготовление некоторых из этих инструментов может уйти до года — с момента проектирования до выхода первых деталей из пресса. По моему опыту, проектирование фар и изготовление оснастки являются наиболее важными этапами в цикле разработки автомобиля.



    Вряд ли вам захочется возиться с инструментами или вкладывать деньги в производство дверных стёкол, лобовых или задних стёкол. Листовое стекло по-прежнему стоит дорого, если вам нужно построить стекольный завод с нуля, но после того, как завод построен, стекло становится вполне доступным по цене. Чёрт возьми, сырьём для стекла по сути является песок. Листовое стекло существует уже давно. Да, стеклу можно придать форму только с помощью линейки, но дизайнеры уже давно работают с этим материалом.



    А стекло не разрушается под воздействием ультрафиолета. Ни капельки.



    На вопрос «Почему производитель так поступил?» часто отвечают... потому что так дешевле. (Следуй за деньгами!)

  1. Помимо устойчивости к столкновениям и пожарам, автомобильные стёкла должны быть защищены от повреждений дорожным мусором — камнями и прочим. Они также должны быть устойчивы к истиранию от пыльных/грязных щёток стеклоочистителя. Для этого нужен твёрдый материал, которым оргстекло не является. Кроме того, вам нужен беспрепятственный обзор дороги, а для этого лобовое стекло должно быть одинаковой толщины и без волн. С пластиком это может быть непросто.
  1. Справедливо. Но ничто не мешает им установить небольшие циркулярные пилы или что-то ещё, что может разбить оргстекло или снять его с рамы одним сильным ударом.
  1. Добавьте в свой список Renault Megane R26R: некоторые его окна тоже сделаны из поликарбоната.
  1. Поликарбонат и оргстекло не идентичны. На самом деле оргстекло (ы) - это торговая марка PMMA. Поликарбонат является более прочным из двух материалов, а значит, лучше подходит для защиты от ударов и менее подвержен растрескиванию.
  1. Интересный взгляд на инструменты. Спасибо, что поделились своим опытом.
  1. Интересный взгляд на инструменты. Спасибо, что поделились своим опытом.

  1. Оргстекло легко воспламеняется. Хотя оно не выделяет токсичных газов или большого количества дыма, оно всё равно относится к классу B2 (легковоспламеняющиеся материалы) и поэтому запрещено к использованию в качестве внутреннего материала в транспортных средствах, в том числе для изготовления окон.



    Здесь вы найдёте соответствующий стандарт США, если вас интересуют подробности.



    Поведение при столкновении, о котором упомянул Томас, также является важным свойством, особенно для крупных деталей, таких как окна. Если бы у того парня на велосипеде был молоток побольше, он мог бы разбить окно в салоне автомобиля, и осколки, высвободив свою кинетическую энергию, ранили бы водителя и пассажиров. То же самое могло бы произойти при боковом столкновении с другим автомобилем.

  1. Из-за того, как оно ведёт себя при столкновении. Автомобильное стекло разбивается на мелкие осколки, которые не острые, в отличие от крупных острых осколков. В США ваш автомобиль должен быть оснащён стеклом, которое соответствует определённым требованиям, при этом тип материала не указывается. Если бы кто-то смог сделать оргстекло, соответствующее этим требованиям, я уверен, оно было бы более дешёвым и популярным. Поэтому я предполагаю, что оргстекло не соответствует этим требованиям.



    Кроме того, это может быть связано с выделением газов при плавлении.



    Кроме того, со временем пластик мутнеет из-за ультрафиолетового излучения. Большинство фар в наши дни сделаны из пластика. Первое, что делают некоторые энтузиасты, — заменяют их на стеклянные. Если посмотреть на автомобили, которым едва исполнилось 10 лет, с мутными фарами в царапинах, то можно представить, как выглядело бы оргстекло, если бы его использовали для изготовления окон.


  1. @JAB Это потому, что ты ехал в кабриолете с опущенным верхом. :-P А если серьёзно, то кожа может покраснеть от перегрева на солнце, даже если ультрафиолетовые лучи не проникают внутрь. Когда это происходит, кожа сначала выглядит так, будто начинается солнечный ожог, но это не так.
  1. Следует также отметить, что пластик можно легко сделать не пропускающим УФ-излучение, если это серьёзная проблема.
  1. Я получал солнечные ожоги в машине, даже когда окна были открыты.
  1. @SteveMatthews Стекло хрупкое в том смысле, что если оно разбивается, то разбивается полностью, но для этого требуется удар значительной силы, особенно если речь идёт о закалённом стекле. Если же этого не происходит, то оно практически не подвержено обычному износу. Однако пластик можно поцарапать обычной грязью и разъесть бытовой химией — в этом убеждаются люди, которые протирают очки с пластиковыми линзами рубашкой или средством для мытья окон.
  1. @SteveMatthews, твёрдость стекла по шкале Мооса составляет около 5,5 — оно твёрже, чем большинство дорожных обломков, с которыми вы можете столкнуться (однако его всё равно можно поцарапать кварцевым песком). Большинство видов пластика даже не попадают в шкалу твёрдости Мооса.
  1. Конечно, стекло довольно хрупкое, его можно не только поцарапать, но и разбить, а также проделать в нём отверстия. Но оно подходит для использования на дорогах.
  1. Я проголосовал за то, чтобы оставить этот пост, чтобы дать автору возможность дополнить его.
  1. Не могли бы вы пояснить это? Это хорошее начало для ответа, но можно было бы добавить больше подробностей — например, почему царапать вредно? Что вызывает появление царапин? и т. д.
  1. Ветровые стёкла явно НЕ защищены от повреждений на дороге, поэтому их часто приходится герметизировать или заменять. Один случайный камень, вылетевший из-под колёс грузовика впереди, — и вам придётся заняться ремонтом.
  1. @AnthonyX Возможно, но я нахожу множество оправданий устаревшим правилам, даже несмотря на то, что за 40–50 лет, прошедших с момента пересмотра этих законов, технологии производства материалов значительно продвинулись. Существуют защитные плёнки, которые можно наносить как на плексиглас, так и на стекло. Они заменяемые и недорогие, их нужно менять раз в 2 года. На мой взгляд, смешно таскать с собой такой груз, когда мы используем пластик почти во всём остальном. Это также существенно влияет на стоимость замены из-за сложностей с транспортировкой хрупкого и тяжёлого стекла. Теперь Porsche использует сменные поликарбонатные экраны Lexan.
  1. @Engineer Очевидно, что всё, что превышает определённый размер, может нанести ущерб, но пыль и мелкие камешки быстро поцарапают или повредят пластиковое лобовое стекло и ухудшат видимость, в то время как автомобильному стеклу они практически не причиняют вреда. Также учтите, что на многих автомобилях стеклоочистители включаются вместе с омывателем, так что большая часть лобового стекла будет протёрта насухо до того, как на него попадёт жидкость; любая пыль, находящаяся на поверхности, будет скользить по сухой поверхности и царапать более мягкий материал.
  1. Автор вопроса особо отмечает, что понимает, почему его не используют для лобового стекла. В основном он имеет в виду боковые окна.
  1. @user2813274 Попробуйте разбить панель из оргстекла подголовником! Грабители, о которых идёт речь, не смогли сделать это с помощью молотка снаружи (где было достаточно места для размаха), поэтому я почти уверен, что разбить её изнутри подголовником не получится, если только вы не Вин Дизель.
  1. @Yogwhatup Какое утверждение неверно? Я не знаком с авиационными правилами, но могу вас заверить, что оргстекло легко воспламеняется, поэтому должно быть какое-то исключение, позволяющее использовать его в самолётах. С точки зрения правил, самолёты и поезда не являются транспортными средствами.
  1. Ответ: утверждение неверно. Для лобовых стёкол самолётов используется оргстекло. К установленным в самолётах элементам предъявляются более высокие требования по огнестойкости. Окна самолётов сделаны так, чтобы не разбиваться, а выскакивать. Автомобильные стёкла рассчитаны на то, чтобы разбиваться и быть разбитыми. Кроме того, учитывается вес, способность выдерживать различные дорожные условия, стоимость и множество других факторов.
  1. @Aron Это неправда. Вытаскивание через окно — это, как правило, крайний случай. Во-первых, современная пожарная служба/спасательный отряд могут выбить дверь или снести крышу за меньшее время, чем потребуется, чтобы разрезать лобовое стекло; это буквально занимает считанные секунды. Во-вторых, вытаскивать пострадавших через окна крайне сложно и неудобно. Это никогда не делается в первую очередь. На самом деле я ни разу не видел, чтобы это делали за 15 лет работы с автомобильными авариями.
  1. @DmitryGrigoryev у водителя, скорее всего, есть подголовник
  1. Кроме того, оргстекло очень часто используется в лёгких самолётах. Причина в его весе. Однако у этого есть и обратная сторона. Оно гораздо легче царапается, чем закалённое автомобильное стекло. Нередко можно увидеть старое авиационное стекло, покрытое мелкими царапинами, которые ухудшают видимость.
  1. @Aron Оргстекло не представляет проблемы для спасательных служб, его довольно легко разрезать с помощью соответствующих инструментов. Однако оно может стать проблемой для водителя, которому нужно выбраться из горящей или тонущей машины. Скорее всего, в распоряжении водителя будет очень мало инструментов, в лучшем случае — стеклобой.
  1. Ещё один момент, который следует учитывать. Сотрудники экстренных служб обучены извлекать пострадавших в ДТП как можно быстрее. Если дверь заклинило, часто приходится разбивать окно. То есть окна были спроектированы так, чтобы их можно было разбить, а в случае с лобовым стеклом — разбить особым образом.
  1. Я об этом не задумывался. Интересная информация. Ссылка, которую вы предоставили, была особенно полезной.
  1. Ваше окно может оставаться кристально чистым и через два года, но взгляните на старые (но всё ещё «современные») самолёты в музеях, особенно на открытом воздухе: экраны в кабине пилотов становятся полностью непрозрачными. Я предполагаю, что в действующих самолётах экраны заменяют в соответствии с требованиями безопасности, сроком службы и т. д.
  1. @jameslarge Несмотря на то, что вы можете подумать, транспортные агентства уделяют инцидентам, связанным с безопасностью полётов (а не только авариям), столько же внимания, если не больше, чем дорожно-транспортным происшествиям. Дело в том, что полёт по своей сути не прощает ошибок или нештатных ситуаций и требует строгого соблюдения мер безопасности, независимо от того, идёт ли речь о коммерческой или любительской авиации. Кстати, количество самолётов любительской авиации намного превышает количество коммерческих, а количество полётов любительской авиации больше, чем количество коммерческих, даже если коммерческие перевозки перевозят больше людей, чем любительские.
  1. @jameslarge Похоже, вы недооцениваете стремление правительств расследовать авиационные происшествия. Например, на странице о компании Национального совета по безопасности на транспорте США говорится, что их целью является «проведение независимых расследований всех авиационных происшествий в Соединённых Штатах и крупных происшествий на других видах транспорта» (выделено мной) и что они расследуют около 2000 авиационных происшествий и инцидентов в год. Подавляющее большинство из них — это происшествия в гражданской авиации, а не в коммерческой.
  1. @DavidRicherby, вы говорите о коммерческих рейсах. Я имел в виду авиацию общего назначения, потому что лобовые стёкла негерметичных самолётов авиации общего назначения часто представляют собой не более чем простой лист оргстекла, и я подумал, что лобовые стёкла герметичных коммерческих авиалайнеров должны быть более сложными. Там, где я живу, об авариях в авиации общего назначения пишут в газетах только в том случае, если история представляет какую-то развлекательную ценность.
  1. @jameslarge Хм. Вы всё поняли с точностью до наоборот. Если предположить, что вы живёте в стране с населением более нескольких миллионов человек, то каждый день в вашей стране в автокатастрофах гибнет несколько человек, и все говорят: «Ну конечно! Это была автомобильная авария». А чего вы ожидали?» Напротив, каждая авиакатастрофа в развитой стране вызывает правительственное расследование, цель которого — выяснить, «как такое могло произойти?» и «что мы могли сделать по-другому?». Людей волнуют авиакатастрофы, а не автокатастрофы.
  1. @AnthonyX Я не уверен, что в самолётах учитываются те же факторы безопасности, а вес там имеет гораздо большее значение.
  1. Учтите, что в лёгких самолётах лобовые стёкла сделаны из оргстекла и соответствуют тем же требованиям безопасности, что и в автомобилях.
  1. @PaulB, как вы понимаете слово «пластик»? Большинство моих знакомых назвали бы «пластиком» практически любой органический полимер.
  1. Да, но фары пластиковые, а не акриловые. Оргстекло — это акрил, и со временем оно не желтеет... По крайней мере, не так быстро, как пластик. Как я уже сказал, оно у меня уже около двух лет, и прозрачность не ухудшилась. Единственная проблема — царапины. Я думаю, проблема, как вы и сказали, в реакции на столкновение, когда стекло ДОЛЖНО разбиться, а не люди должны биться об него головой...
  1. Спасибо за объяснение по поводу крышки фары! Буквально вчера я увидел очень красивый спортивный автомобиль с одной кристально чистой крышкой фары и одной запотевшей жёлтой крышкой фары, что портило в остальном очень привлекательный внешний вид машины.
  1. Именно. При авиакатастрофе не нужно слишком беспокоиться о том, как разобьётся окно и является ли материал, из которого оно сделано, легковоспламеняющимся или выделяет ли он дым. В случае с лобовым стеклом самолёта нужно, чтобы оно вело себя противоположным образом. Оно должно быть лёгким и не разбиваться на мелкие осколки, потому что, если самолёт столкнётся с птицей, нужно, чтобы стекло отскочило, а не разбилось. Если оно всё-таки разобьётся, не нужно, чтобы разбилось всё лобовое стекло, потому что это повлияет на способность самолёта держаться в воздухе. И если самолёт всё-таки коснётся земли, воспламеняемость стёкол будет не самой главной проблемой.
  1. @AnthonyX, в лобовые стёкла самолётов не попадают камешки или случайные детали автомобилей, которые подбрасываются в воздух самолётами, за которыми они следуют. Кроме того, когда кто-то погибает в автокатастрофе, люди начинают нервничать и хотят знать, «как такое могло произойти?» и «что мы могли сделать по-другому?». Но когда кто-то погибает в авиакатастрофе, все говорят: «Ну конечно! Это была авиакатастрофа». А чего ты ожидал?
  1. @джеймс Лардж И большинство людей были бы правы.То, как я изложил свое утверждение, неверно.Имелось в виду, что тип пластика, используемого в фарах, не акриловый.Более механически прочный тип поликарбоната более распространен. Однако у него более низкий процент прозрачности, и он легче приобретает желтый цвет при воздействии интенсивного источника света в течение длительных периодов времени (например, фары).Для окна все по-другому. Например, существует множество поставщиков акриловых листов для теплиц, которые предоставляют гарантию на срок более 10 лет.
  1. en.wikipedia.org/wiki/Защитное_стекло
  1. Можно ли сделать комбинированное лобовое стекло: тонкий слой оргстекла поверх обычного стекла или наоборот? Поможет ли это решить проблему с разрушением стекла и сохранить его эластичность?
  1. Где вы живёте, если кто-то разбивает окно вашей машины, чтобы украсть вещи (и бог знает что ещё), пока вы находитесь внутри, а вы совершенно спокойно относитесь к этому и говорите о плексигласе...
  1. @AndrewT. как часто водители оказываются под водой?..
  1. @AndrewT. Вы всегда можете дождаться, пока машина полностью погрузится в воду, а затем открыть дверь. Об этом стало широко известно благодаря Mythbusters.
  1. Задние боковые окна из пластика существуют. Обычно они устанавливаются на весь срок службы, не двигаются и не открываются.
  1. Следует отметить, что оргстекло и другие виды пластика используются в автомобильных окнах, но не в обычных автомобильных окнах. Многие гоночные автомобили оснащены окнами из оргстекла в целях снижения веса, а также для обеспечения безопасности (меньше осколков стекла на трассе). Однако, как правило, то, что допустимо на гоночной трассе, обычно недопустимо на дороге.
  1. Интересно, можно ли его разбить, когда машина находится под водой... Если его нельзя разбить, то, думаю, это приведёт к обратному эффекту и значительно снизит безопасность водителя, оказавшегося в ловушке внутри тонущей машины.
Вы уже ответили на этот вопрос