ANW_PO 'glas'

Door Amplified op dinsdag 7 april 2009 19:47 - Reacties (15)
Categorie: ANW PO, Views: 5.536

zoals jullie weten (het overgrote deel in ieder geval ;) ) ben ik met een groepje bezig aan ons ANW project: de Amplified concept car. deze keer een blik op het "glas" gedeelte.


naast het materiaal voor de carrosserie, moet er uiteraard ook een vorm van glas gebruikt worden. Wij geven hierin twee mogelijkheden voor de keuze, en ten slotte onze uiteindelijke keuze
Uit veiligheidsoverwegingen zal dit glas veiligheidsglas worden. Dit is het glas dat gebruikt wordt in de volledige auto-industrie.
Er zijn verschillende typen veiligheidsglas, waarvan de bekendste zijn:
 Gelaagd glas
 Gehard glas
 Gewapend glas
Allereerst gewapend glas. Dit is een type glas, dat met draadbewapening is gegoten. Dit wordt meestal gebruikt in fabrieksdaken en lichtkappen. Door de draden die er in het glas lopen, en de beperkte doorzichtigheid, gebruiken wij dit glas niet voor de auto. Ook gebruiken wij gehard glas niet. Dit is wel een goede optie, maar waarom wij toch niet voor gehard glas hebben gekozen, leest u later.
Gehard glas wordt gefabriceerd door middel van een verwarmings- en afkoelingsproces. Het glas wordt eerst verhit naar 650oC, waarna het versnelt wordt afgekoeld naar 60oC. Hierdoor verhardt de structuur van het glas, waardoor het minder vatbaar wordt voor breuken.
http://farm4.static.flickr.com/3412/3421904282_3b5d6bae73_o.jpg

Onze keuze voor het glas is gevallen op gelaagd veiligheidsglas. Het voornaamste voordeel van gelaagd glas ten opzichte van gehard of gewapend glas, is dat gelaagd glas bij een breuk niet in glasscherven uiteenvalt. Het glas blijft namelijk aan de middelste laag zitten, waardoor de kans op verwondingen vermindert wordt.
Gelaagd glas bestaat uit minimaal drie lagen. Twee lagen normaal glas, of gehard glas, en een laag polyvinylbutyral, ook wel bekend als PVB. Door deze laag blijft het glas dus (tot op zekere hoogte) aan elkaar zitten.

http://farm4.static.flickr.com/3374/3421096887_a65d5d3c7a_o.jpg voorbeeld van hoe het glas blijft zitten.


Onze auto zal 4 glazen delen bevatten.
de gezamenlijke oppervlakte zal hieronder te zien zijn.

Glas in deuren (2 stuks) 5200 cm2
Glas voorkant+bovenkant 8400 cm2
Glas achterruit 3600 cm2 +
Totaal: 17.200 cm2
De dikte van het glas zal 4,42 millimeter worden. Dit is de gemiddelde dikte van een auto ruit.
De soortelijke massa van gelaagd glas is: 2,5 g/cm3
Dit komt dus neer op: 17.200 * 0,442 = 7602,4 cm3
7602,4 * 2,5 = 19006 g = 19,006 Kg
Dit glas wordt logischerwijs niet per Kg verkocht, maar per m2. Omdat dit glas in de standaard dikte van 4,42 mm geleverd zal worden, is het aantal m2 gelijk aan de oppervlakte die hierboven is berekend. De prijs van dit glas is §150,- per m2. Dit zou dus neerkomen op 150 * 1,72 = §387,- per auto.

Een andere mogelijkheid is polycarbonaat. Polycarbonaat verscheen rond 1960 op de markt, en op wereldvlak wordt er zo’n 1.200.000 ton op jaarbasis gebruikt. Dit materiaal is eveneens een hard, en sterk materiaal.

http://farm4.static.flickr.com/3303/3421904512_7defda9980_o.jpg


Er bestaan diverse fabricagemethoden maar vandaag wordt bijna enkel de reactie op basis van bisfenol A en carbonylchloride (fosgeen) gebruikt. Dit gebeurt in een continu proces zodat de hoeveelheid van dit toxisch gas in de installaties laag blijft. De productie en verwerking zijn onderworpen aan zeer strenge veiligheidsnormen. Het bij de productie gebruikte chloor komt niet in het eindproduct terecht, maar wordt als een verdunde zoutzuuroplossing afgescheiden en teruggewonnen. Dit proces laat toe de eigenschappen van de polycarbonaten nauwkeurig af te stemmen op de eisen qua verwerking en toepassing.
Polycabonaat is goed recyclebaar, wat het milieu eveneens minder belast. Het grootste voordeel van Polycarbonaten is de soortelijke massa. Deze bedraagt namelijk 1,20g/m3. Dit is meer dan twee keer zo licht als glas. De kosten liggen ook fors lager dan glas, omdat plastic gemakkelijker te vervaardigen is, zeker in speciale vormen. De kosten van Polycarbonaat ligt ongeveer op §60,-.

Ook hier zullen wij de kosten en het gewicht voor u ramen:
Gewicht: 17.200 cm2 (zie glas) * 0,442 = 7602,4 cm3
7602,4 * 1,20 = 9122,88 g = 9,12288 kg

Kosten: 1,72 * 60 = 103,20 = §103,20 per auto.
Door deze grote verschillen kiezen wij ervoor om Polycarbonaat te gebruiken in onze auto.


ik zou graag commentaar op het verhaal willen hebben, en nog even een check op de cijfertjes, want volgens mij kloppen die, maar we hebben er wel erg moeilijk over gedaan, en het staat een beetje apart als je een factor 10 te grote (of te kleine) ruiten hebt.

Volgende: ANW_PO voortgang 04-'09 ANW_PO voortgang
Volgende: ANW_HUD 03-'09 ANW_HUD

Reacties


Door Tweakers user haneev, dinsdag 7 april 2009 19:55

Goed verhaal, maar volgens mij moet er nog een 2tje voor de HCl :)

Door Tweakers user Amplified, dinsdag 7 april 2009 19:57

inderdaad :o dan staat het verkeerd op wikipedia :o
maar eens aanpassen.
(weer maar eens een bewijs dat wikipedia niet alles is :x)

zie Slapstick's reactie

[Reactie gewijzigd op dinsdag 7 april 2009 20:25]


Door Tweakers user bartvl, dinsdag 7 april 2009 20:07

Denk je ook aan veiligheid? In moderne personenwagens zit in de voorruit gelaagd glas. Echter voor de zijruiten wordt gehard glas gebruikt. Dit glas, in tegenstelling tot gelaagd glas, kun je met een lifehammer kapot slaan en bij calamiteiten tijdig uit je auto ontsnappen.

Door Tweakers user Amplified, dinsdag 7 april 2009 20:09

goed punt, ik zal er eens naar kijken. ik hoop maar dat het kan :P

Door Tweakers user Forcepoint, dinsdag 7 april 2009 20:23

Wauw, klinkt als een goed project.
Er bestaan diverse fabricagemethoden maar vandaag...
... te stemmen op de eisen qua verwerking en toepassing.
Dit valt alleen een beetje uit de toon imo en is niet echt relevant voor het project.

[Reactie gewijzigd op dinsdag 7 april 2009 20:24]


Door Tweakers user Slapstick, dinsdag 7 april 2009 20:23

haneev, nee er moet geen 2 HCl van gemaakt worden. de onderste gaat om een klein gedeelte van een hele lange keten en het is eigenlijk per keten 1 HCl + 1 HCl aan het begin of einde. Hij ziet er niet kloppend uit, maar voor een organisch chemicus klopt het wel ;)

Pss gelaagd glas, daar zit toch spanning op? dus dat is niet mogelijk voor een vooruit, stel dat er dan een steentje opkomt met een kleine punt dan is het in gelijkt kapot. Daarom gebruiken ze alleen gelaagd glas in de zijkanten en niet op de vooruit.

[Reactie gewijzigd op dinsdag 7 april 2009 20:25]


Door Tweakers user bartvl, dinsdag 7 april 2009 21:18

Uhm slapstick, is het niet juist zo dat de voorruit gelaagd is en de zijruiten niet, omdat op de zijruiten die spanning staat (thermisch gehard glas)

Edit: hmm, mijn redenatie klinkt wat onlogisch.
Maar samenvattend:
Zijruiten: thermisch gehard glas ivm veiligheid bij moeten ontsnappen.
Voorruit: gelaagd vanwege de benodigde slagvastheid.

[Reactie gewijzigd op dinsdag 7 april 2009 21:19]


Door Tweakers user OM10, dinsdag 7 april 2009 21:40

Volgens de wet moet dacht ik het vooruit van "echt" glas zijn, en niet van polycarbonaat , ook misschien een puntje om mee te nemen?

Door Tweakers user bonus, dinsdag 7 april 2009 22:16

Maar is polycarbonaat ook krasvast ? Denk hierbij aan de ruitenwissers, zelf bij echt glas maken deze na verloop van tijd krassen en wordt de ruit doffer. Voor zover ik weet zal dit bij "plastic" alleen nog maar sneller gebeuren. Ook omdat er vaak vervuiling op de ruit zoals zand (van regenbui of straatvuil) op ligt en dat kras als geen ander.
Of ind e winter, ruiten krabben ? Waarschijnlijk zal plastic minder snel last hebben van opvriezen maar als je dan moet krabben hmmmmm...

Door Tweakers user -Niels-, dinsdag 7 april 2009 22:49

die 150§, krijg je je m^2tje dan in elke gewenste form?

Ik denk dat je eerder moet denken aan 100.000§ voor de eerste ruit en daarna ~20-30§ voor elke volgende (uitgaande van series van duizenden dan he)

Die eerste §100.000 zal voor een mal zijn (ik noem maar een ruwe schatting hoor) die daarna uiteraard verder gebruikt kan worden.

verder goed bezig met je project :D

Door Tweakers user swartzkip, woensdag 8 april 2009 10:24

sommige auto's hebben van die extreem dunne draadjes in de voorruit die dienst doen als voorruit verwarming. Zou je zoiets niet kunnen laten doubleren als wapening?

Opmerking over ruitenwissers, een nieuwe conceptcar die ik ergens zag had deze niet meer, maar maakte gebruik van superglad nano materiaal, zadat alle meuk er direct af glijd.

Door Tweakers user AntonH, woensdag 8 april 2009 12:44

haneev, nee er moet geen 2 HCl van gemaakt worden. de onderste gaat om een klein gedeelte van een hele lange keten en het is eigenlijk per keten 1 HCl + 1 HCl aan het begin of einde. Hij ziet er niet kloppend uit, maar voor een organisch chemicus klopt het wel.
Volgens een polymeerchemicus klopt het anders niet ;). Je kunt de reactie beter in twee stappen bekijken.

- Eerst ga je een dimeer vormen van het diol en fosgeen. n(diol) + n(fosgeen) ==> n(dimeer) + n(HCl).

- Dan de polymerisatie. n(dimeer = monomeer) ==> n(repeterende eenheden) + (n-1)(HCl) waarbij je dus een polymeerketen van n eenheden krijgt. n-1 HCl omdat je geen gesloten kring vormt.

Optellen van de totale reactie geeft dus (2n-1)(HCl). Overigens is polycarbonaat behoorlijk krasgevoelig. Kijk maar een gebruikte veiligheidsbril :).

Door Tweakers user disheaver, woensdag 8 april 2009 12:59

De kosten van Polycarbonaat ligt ongeveer op §60,-.
60 euro per raam, kilo, meter, vierkante meter, kubieke meter. Gezien de laatste berekening hoop ik op vierkante meter, vermeld dan ook voor welke dikte (of is het 60 E/m2 ongeacht dikte?)

Gewicht: 17.200 cm2 (zie glas) * 0,442 = 7602,4 cm3
Dit berekend niet de gewicht, maar de volume. Het woordje gewicht weghalen, er boven en onder in volle zinnen schrijven wat en waarom en wat het gewicht is. Overal eenheiden achter zetten is ook wenselijk (hoezo is een constante maal vierkante centimeters opeens kubieke centimeters?)

7602,4 * 1,20 = 9122,88 g = 9,12288 kg
hoezo opeens 5 cijfers achter de komma? De 1,20 heeft er maar 2, dus zou het antwoord in elk geval er geen 5 mogen hebben. Kijk ook hoe je aan het oppervlakte bent gekomen. Is er al een ontwerp, en weet je daarom het oppervlakte al in cm2 nauwkeurig?

Kosten: 1,72 * 60 = 103,20 = §103,20 per auto.
Direct eenheiden gebruiken, kun je de laatste gelijkstelling ook achterwege laten. En ik neem aan dat je het bedrag wel in centen nauwekeurig weet.
1.72m2 * 60,00 § m-2 = 103 §

Verder wat ik me afvraag:
heb je voor polycarbonaat dezelfde dikte nodig? Wat zijn de verschillen tussen glas en polycarbonaat mbt veiligheid, milieu, zicht, duurzaamheid etc. Zodat je niet alleen op prijs en gewicht je afwegingen maakt. Dat je vrij snel al gehard en gewapend glas afwijst gezien de veiligheid snap ik, maar als de prijs voor het plastic zoveel lager is dan glas, waarom is elke nieuwe auto nog voorzien van glas?

En met -Niels-, je ontwerp lijkt erg rond. Hoop je op kleinschalige of massa ontwerp? Probeer uit te zoeken welke van de twee hier de meeste (financiele) voordelen heeft. Is wellicht polycarbonaat relatief goedkoop op kleine schaal op vreemde vormen te produceren?

[Reactie gewijzigd op woensdag 8 april 2009 13:09]


Door Tweakers user Amplified, woensdag 8 april 2009 16:58

ten eerste: zeer bedankt voor de reacties :) ik heb er zeker wat aan, ik ga niet op alles in, maar heb er veel aan verbeterd.

@ disheaver, je laatste punt, de vreemde vormen, dat staat erin hoor ;)

aan ruitenwissers heb ik niet eens gedacht :X ik zal eens kijken naar die coating waar swartzkip het over had.

Door Tweakers user bonus, zondag 12 april 2009 22:44

Had het over de coating nog bij "ons" op het werk, schijnt errrgggg duur te zijn.
Misschien sonic ruiten wissen, door luchtstroom er af laten glijden, laag Rain -X (gebruiken we op de motorvizieren voor afstotende laag) , en idd draden tussen de lagen voor wapening en verwarming ivm ijsvorming :)
Suc6

Reageren is niet meer mogelijk