随着中控台设计趋向于更大、更弯曲、非规则形状(参见本期的咖啡角),汽车制造商开始更加关注内饰供应商及其塑造新的光滑表面以匹配汽车制造商设计方向的能力。这些控制台位于最终客户的面前,驾乘人员更加关注其细节,因而制作该部件所需的材料显得尤其重要。
创新的玻璃工艺彻底改变了车辆座舱。玻璃重新定义了中控台的外观和功能。
玻璃专家FLABEG华博集团首席技术官兼产品和工艺开发总监Matthias Schiller博士表示:“随着触摸屏的出现,设计趋势朝着没有可见控制元件的统一但更智能的表面发展。这种趋势的主要优点是直观的操作,例如通过一个手指点击、拖放或滑动、转动、捏合以缩小或通过两个手指扩展以放大物体。

FLABEG总部位于德国纽伦堡,是汽车行业功能应用后视镜/玻璃的市场和技术领导者,如后视镜、HUD、仪表玻璃、显示屏盖和中控台。
FLABEG汽车玻璃部门全球销售总监Lars Frick补充道:“我认为设计之所以朝着这个方向发展,是因为最终,它赋予了非凡和未来主义的外观,这正是消费者所寻找的。玻璃是未来项目的理想材料,因为由玻璃制成的大而光滑的盖子设计具有很多优点,而不是使用塑料。此外,玻璃也很好触感和感觉,并且耐刮擦和液体,例如用于清洁表面的酒精。值得考虑的非常有趣的一点是,与玻璃相比,大型塑料显示屏盖的重量更高。玻璃可以非常薄、轻便和坚固。
大型扁平仪表板的一个关键痛点是其可用性。Frick 解释说:“这些控制台设计就如在车内装配了一台 iPad。但这和在家里使用很不一样,在家里我可以专心地盯着平板,很轻松就找到了各个按钮和功能。但开车时,情况显然不一样。我们可以确保汽车制造商能够在不牺牲安全性的情况下提供这些时尚、现代的设计。FLABEG 位于德国瓦尔德地区弗斯的汽车内饰设施,可以将单个波峰和波谷模制成一块玻璃。Schiller说:“带有整体成型物体的表面 – 如手指导轨,凸起或凹槽按钮,滑块或旋钮 – 可以在与触摸显示器交互时帮助操作员,而无需视觉提示。换句话说,为最终用户提供一个固定的手指查找点有望帮助驾驶员在不将视线从道路上移开的情况下更好地使用控制台。
如何将这些大块玻璃做成汽车制造商希望的形状呢?汽车玻璃设计的标准厚度在1.1mm到2mm之间。为了在该表面包含特定的设计并降低破损风险,FLABEG 对其玻璃进行了化学强化。化学强化通过在超过400°C的钾盐中沐浴来硬化玻璃,这导致玻璃将其小钠离子换成水中
随着技术的进步,玻璃可以在大约0.7毫米到10毫米的厚度之间弯曲。根据FLABEG的说法,传统上有两种不同的玻璃弯曲方式用于汽车设计:压弯或流挂弯曲。这两种方法都从将玻璃加热到其软化温度以上开始,直到它可以轻轻弯曲。具体来说,压弯技术将工具推入玻璃中以形成所需的形状,冷却它,最后退火以释放它内部积聚的压力。相比之下,下垂弯曲使加热的玻璃翘曲,使其坍塌到预制模具中。对于特殊零件(例如汽车控制台的 3D 自由曲面设计),下垂弯曲过程也可以由真空支撑,专业人士将使用土堆和吸力将玻璃形成特制且复杂的形状。
较大的钾离子。这个过程使其更加灵活和耐用。
为控制台打造物理特性确实意味着比纯粹基于软件的用户界面更限制设计人员的灵活性。“你可以改变按钮的功能,以及它们对玻璃后面的软件的意义”,Schiller表示,“不必只有一个用于温度的按钮和一个用于收音机的按钮。一个按钮可以滚动菜单,使用固定滑块调节音量或温度。这样,用户可以使用按钮,同时不会使整个仪表板变得混乱。
当驾驶员确实需要浏览其仪表板时,确保易于查看和理解功能非常重要。这意味着尽量减少玻璃反射的光量。传统上,玻璃专家会依赖减反射(AR)涂层,因为这可以将平板玻璃上的反射率降至1%以下。然而,这种解决方案在曲面玻璃上毫无意义。这是因为从某个角度看时,AR涂层总是具有另一种颜色的色调,因此带有突出按钮显示的角度范围会改变控制台设计。相反,对于汽车应用,该行业依赖于具有蚀刻表面的玻璃。蚀刻表面由氢氟酸制成,在玻璃中形成微型结构,确保其不易察觉的不均匀。这些微型结构以各种角度反射光线,从而减少了反射到驾驶员眼睛的光量。

所有这些解决方案都在FLABEG的洁净室和自动化生产线中实现。玻璃由小型自动驾驶机器人驱动。为了确保丝网印刷质量,每台机器周围还有外壳和内部超压。这最大限度地减少了污垢造成的干扰。机器人从清洁室交付成品后,玻璃必须经过公司的自动化100%摄像头检查过程。此过程使用四个摄像头从不同角度分析16个光通道。如果摄像头意外地发现一个暗点或亮点,这可能意味着一个意外的孔或污垢进入了玻璃。如果他们捡到一排斑点,这可能表明有划痕。在检查玻璃是否存在设计偏差后,在各种温度、湿度和压力下对玻璃进行测试。Schiller表示:“除了尺寸、运动和切割对齐检查外,我们还定期进行实验室测试,如气候室测试、防指纹测试、颜色测量测试或油漆附着力测试。
这些测试在安装时尤其重要。由于玻璃在加热时的膨胀小于塑料,因此将这些大型控制台安装到塑料仪表板中是一项挑战。Schiller解释说:“我们必须警惕周围设计在-40°F [-40°C]和140°F [60°C]之间的反应。必须留出足够的间隙,以使塑料不会膨胀得太宽,然后从控制台上打破玻璃。这也是我们希望控制台只由一块玻璃组成的另一个原因——所以我们只需要担心玻璃周围的框架。此外,玻璃必须在 90° 激光切割边缘上以一定角度缝合,以确保其足够圆润,以避免在安装时划伤周围的系统。

安全是FLABEG华博在考虑集成物理按钮形状的核心因素,但也需考虑新冠以及其它疫情的影响。展望未来,抗菌涂料似乎有望成为下一个现象,FLABEG 计划开始研究这一点,包括 OEM 的兴趣以及潜在的疫情考量。特别是,随着开发的进展,银的抗菌特性有望很快发挥作用。
总体而言,专家们强调了大型玻璃装置固有的卫生性质。正如Frick所说,“一整块玻璃不仅比传统按钮更易清洁,在设计上也更简洁。车内缝隙越多——意味着污垢可能会被卡住,容易造成卫生问题。有了玻璃,问题就少多了。它真的是极具未来属性的材料。”
与塑料相比,玻璃可能还具有回收优势,前提是报废拆卸是可行的。