CN113071111A - 一种轨道车辆用车窗的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及轨道车辆技术领域,具体地,涉及一种轨道车辆用车窗的制备方法。该制备方法包括以下步骤:对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角;在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层;将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层;在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件;将透光组件粘接于窗框形成车窗。该制备方法能够制备采用大尺寸聚碳酸酯板的车窗,并能够使车窗满足质量标准。
Description
技术领域
本申请涉及轨道车辆技术领域,具体地,涉及一种轨道车辆用车窗的制备方法。
背景技术
随着轨道车辆运行速度的不断提高,轨道车辆的轻量化成为提高节能降耗水平的一个重要方面。在现有轨道车辆中,车窗为旅客与外界交流的主要窗口,设计时尽量考虑大尺寸车窗,且车窗数量较多。以中国标准动车组为例,车窗尺寸为1450mm×750mm,一列8编组的中国标准动车组列车,车窗重量大约为7吨,玻璃约占整个车窗重量的79%,车窗玻璃的重量为5.5吨左右。
如果采用聚碳酸酯(PC)板代替玻璃,则能够使一列8编组的中国标准动车组列车能够减重2.8吨,有利于轨道车辆的轻量化设计。但是,聚碳酸酯板与玻璃性质不同,无法直接采用玻璃车窗的制备方法,因此,需要研发一种制备大尺寸聚碳酸酯板车窗的方法。
发明内容
本申请实施例中提供了一种轨道车辆用车窗的制备方法,该制备方法能够制备采用大尺寸聚碳酸酯板的车窗,并能够使车窗满足质量标准。
本申请实施例提供了一种轨道车辆用车窗的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角;
在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层;
将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层;
在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件;
将透光组件粘接于窗框形成车窗。
优选地,在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件和将透光组件粘接于窗框形成车窗之间还包括对由两个夹层和间隔条分子筛围成的中空层进行抽真空。
优选地,在抽真空工序之后还包括向透光组件的中空层中充入惰性气体。
优选地,在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层时,采用丝网印刷设备将油墨通过丝网模板印刷在聚碳酸酯板的周边,油墨干燥后形成聚碳酸酯板的遮光层。
优选地,将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层在高压釜内进行,高压釜内的温度设置为45℃~95℃,在两块聚碳酸酯板之间设置有PU(Polyurethane,聚氨基甲酸酯)胶片,并采用高压***和除静电枪吹拂PU胶片。
优选地,在将透光组件粘接于窗框形成车窗中,环境温度为15℃~30℃,相对空气湿度为30%~70%。
优选地,在对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角以及在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层之间还包括对聚碳酸酯板的一侧表面进行表面硬化处理。
优选地,对聚碳酸酯板的一侧表面进行表面硬化处理,具体包括以下步骤:
在聚碳酸酯板的一侧表面涂覆硅涂层;
对硅涂层进行激光改质硬化处理,在硅涂层的表层形成硬质涂层。
优选地,在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层和将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层之间还包括对聚碳酸酯板进行热弯成型。
优选地,对聚碳酸酯板进行热弯成型采用高压釜和模具进行,高压釜的升温速度小于等于2.5℃/min,降温速度小于等于2℃/min。
采用本申请实施例中提供的轨道车辆用车窗的制备方法,具有以下有益效果:
上述制备方法包括切割、丝印、合片、中空和粘接工序,采用上述工艺能够制备使用聚碳酸酯板的轨道车辆车窗,从而采用聚碳酸酯板代替现有车窗的玻璃,由于聚碳酸酯板具有密度低的特点,因此,采用聚碳酸酯板代替玻璃制备的轨道车辆车窗,能够降低车窗的质量,从而实现轨道车辆的轻量化设计,并且采用上述制备方法能够制备采用大尺寸聚碳酸酯板的车窗,并能够使车窗满足质量标准。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的轨道车辆用车窗的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是所有实施例的穷举。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供了一种轨道车辆用车窗的制备方法,如图1所示,该制备方法包括以下步骤:
步骤S100,对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角;在制备车窗的过程中,首先需要对聚碳酸酯板进行切割,以获得满足车窗尺寸要求的聚碳酸酯板;在切割的过程中,还可以对聚碳酸酯板的边角进行倒圆角来防止应力集中;在切割聚碳酸酯板的过程中,可以通过加工中心进行,刀具的选择、转速、进给速度均会影响聚碳酸酯板材的切割质量;由于聚碳酸酯板的性能与金属和木材不同,由于热导性差且热膨胀系数比玻璃高,当夹具或刀具加压过大时,容易引起变形,切削时受热易熔化,且易粘附在刀具上。因此,在对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角等机械加工时,所用的刀具及相应的切削速度等都要适应聚碳酸酯板的特点,转速和进给速度应根据产品的厚度而定;聚碳酸酯板的切割需根据实践经验积累切割数据;进给速度过快会使聚碳酸酯板边部产生飞边、毛刺、翘边,转速过快可能会造成局部温度过快,熔化聚碳酸酯板的局部区域;
步骤S200,在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层;在该工序中,采用丝网印刷设备将油墨通过丝网模板印刷在聚碳酸酯板的周边,油墨干燥后形成聚碳酸酯板的遮光层;在聚碳酸酯板经过切割满足车窗的尺寸要求后,为了防止聚碳酸酯板与窗框之间的密封胶或胶粘剂被紫外线照射老化,在聚碳酸酯板上印刷丝网印;在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层的具体过程为:先制作丝网模板,通过丝网印刷设备将油墨通过丝网模板印刷在聚碳酸酯板上,由于油墨在硬化面无附着力,因此,在对聚碳酸酯板进行丝网印刷时应选择在聚碳酸酯板的无硬化层的表面进行;丝网印刷完成后可以在温度为60℃的环境中干燥10分钟或在温度为25℃的环境中自然晾干10小时;
步骤S400,将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层;合片又称蒸压,合片是将两块聚碳酸酯板通过PU(Polyurethane,聚氨基甲酸酯)胶片合成整体的过程,此过程是在高压釜完成的;在两块聚碳酸酯板之间设置有PU胶片,并采用高压***和除静电枪吹拂PU胶片;合片用PU胶片的表面不能有杂志,为防止空气中杂质落到PU胶片上,合片过程需用高压***和除静电枪吹拂胶片,保证聚碳酸酯板上没有吸附颗粒和灰尘,合片用聚碳酸酯板的硬化面需朝向车窗的外侧;当由聚碳酸酯板合片形成夹层后,在夹层从高压釜中取出时,聚碳酸酯板表面温度与周围环境不能相差过多。聚碳酸酯板材质的软化点相对于玻璃较低,合片过程中温度过高或温度变化过快,会使聚碳酸酯板表面出现变形,因此聚碳酸酯板材合片的温度曲线,是控制聚碳酸酯材料车窗挠度的关键。一般温度变化范围为45℃~95℃,该温度会根据产品型号略微浮动;
步骤S500,在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件;中空工序是将两个夹层、两片聚碳酸酯板或一个夹层与一片聚碳酸酯板通过粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件的过程,中空时应用高压***和除静电枪吹拂聚碳酸酯板的内侧,保证聚碳酸酯板的表面没有灰尘和颗粒状物体;间隔条分子筛应居中摆放,中空层两侧的聚碳酸酯板不得出现叠差,应根据车窗厚度选用合适的间隔条分子筛和丁基胶的厚度,丁基胶用于将间隔条分子筛与聚碳酸酯板粘接在一起;间隔条分子筛可以采用铝间隔条分子筛;
步骤S800,将透光组件粘接于窗框形成车窗,该工序为将由聚碳酸酯板形成的透光组件与铝框等窗框粘接形成车窗的过程,粘接对温湿度有一定要求,环境温度为15℃~30℃,相对空气湿度为30%~70%,并保证粘接面表面没有灰尘和颗粒状物体,擦拭过程中采用不掉毛、干净的无尘布;清洁剂、活化剂、底涂和聚氨酯胶需配套使用,在粘接完成后,清洁多余的聚氨酯胶,并贴上“胶未干,勿动”的标签,待24小时完全固化;在粘接过程中,环境温度可以为15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃;相对空气湿度可以为30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%。
上述制备方法包括切割、丝印、合片、中空和粘接工序,采用上述工艺能够制备使用聚碳酸酯板的轨道车辆车窗,从而采用聚碳酸酯板代替现有车窗的玻璃,由于聚碳酸酯板具有密度低的特点,因此,采用聚碳酸酯板代替玻璃制备的轨道车辆车窗,能够降低车窗的质量,从而实现轨道车辆的轻量化设计,并且采用上述制备方法能够制备采用大尺寸聚碳酸酯板的车窗,并能够使车窗满足质量标准。
为了提高车窗的隔热和隔声性能,如图1所示,在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件和将透光组件粘接于窗框形成车窗之间还包括步骤S600,对由两个夹层和间隔条分子筛围成的中空层进行抽真空;通过抽真空工序使聚碳酸酯板之间的空腔内形成真空,从而减少对流和热传递,从而能够提高车窗的隔热性能和隔声性能,提高乘客的乘坐舒适性,并且有利于轨道车辆的节能。
为了进一步提高车窗的隔热和隔声性能,如图1所示,上述制备方法在抽真空步骤S600之后还可以包括步骤S700,向透光组件的中空层中充入惰性气体。在对聚碳酸酯板和间隔条分子筛围成的中空层抽真空之后,还可以向中空层中注入氩气等惰性气体,由于氩气等惰性气体自身所具有的特性可以减慢中空层内的热对流,同时也可以更大幅度的提高隔音降噪效果,使车窗的保温性能更好;由于充入是干燥的惰性气体,可以使中空层内环境保持干燥,延长间隔条分子筛的使用寿命,从而在提高乘客的乘坐舒适性的同时还能延长车窗的使用寿命。
为了提高车窗的使用寿命,上述制备方法在对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角以及在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层之间还包括对聚碳酸酯板的一侧表面进行表面硬化处理,表面硬化处理工序用于对聚碳酸酯板的一侧表面进行硬化处理。表面硬化处理工序具体包括以下步骤:在聚碳酸酯板的一侧表面涂覆硅涂层,对硅涂层进行激光改质硬化处理,在硅涂层的表层形成硬质涂层。硅涂层可以为有机硅烷层。
由于硅涂层具有耐擦伤性、耐化学药物性、耐气候性,因此,在设置有硅涂层以及将硅涂层表面进行硬化处理以后,使得聚碳酸酯板具有更好的硬度、耐候性、耐化学药剂性,从而能够提高车窗的使用寿命。
在上述各种实施例的基础上,在制备车窗过程中,在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层和将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层之间还包括步骤S300,对聚碳酸酯板进行热弯成型。聚碳酸酯板的热弯成型可以通过高压釜和模具进行,由于聚碳酸酯板在热弯过程中容易出现光畸变问题,高压釜的温度变化速度以及出高压釜时的温度范围均影响聚碳酸酯板的光学性能,因此,在热弯成型过程中,为了保证聚碳酸酯板的成型质量,高压釜的升温速度小于等于2.5℃/min,降温速度小于等于2℃/min。聚碳酸酯板在出高压釜时温度为45℃,并且需要等聚碳酸酯板冷却到室温后,方可拆开模具。
通过热弯成型能够对聚碳酸酯板进行弯曲变形,提供更多形状的聚碳酸酯板,从而使得聚碳酸酯板能够适用于轨道车辆中各部分的车窗,如:司机室用车窗。
采用上述制备方法制备的轨道车辆的车窗,采用聚碳酸酯板代替现有车窗中的玻璃,由于制备聚碳酸酯板的聚碳酸酯材料为分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,聚碳酸酯材料中不存在玻璃中具有的微小硫化镍结石,因此不会产生自爆现象,安全性较高;聚碳酸酯材料的密度较低且仅为玻璃的一半,以中国标准动车组列车为例,当采用玻璃车窗时,整列车的车窗重量约为7吨,而采用本申请实施例的制备方法制备的车窗时,整列车的车窗可减重2.8吨,能够实现轨道车辆的轻量化设计,提高节能降耗效果;聚碳酸酯材料的强度高,使得车窗的抗砾石性能将从220km/h提升到400km/h,正负压性能将从6000Pa提高到12000Pa,能够大大提高车窗的抗冲击、抗风压性能;聚碳酸酯材料的热传导系数远低于玻璃,同厚度聚碳酸酯材料的比玻璃的隔热系数降低25%,无需通过镀金属膜的方式来提高隔热系数,同时还不会产生电磁屏蔽现象。
因此,与现有技术中采用玻璃的车窗相比,采用本申请实施例中提供的制备方法制备的车窗具有重量轻、强度高、隔热性能好、不易自爆和不影响信号传递的优点,有利于实现轨道车辆的轻量化设计,提高轨道车辆的节能降耗效果。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种轨道车辆用车窗的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角;
在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层;
将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层;
在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件;
将透光组件粘接于窗框形成车窗。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在两个夹层之间粘接间隔条分子筛形成中空的透光组件和将透光组件粘接于窗框形成车窗之间还包括对由两个夹层和间隔条分子筛围成的中空层进行抽真空。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在抽真空工序之后还包括向透光组件的中空层中充入惰性气体。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层时,采用丝网印刷设备将油墨通过丝网模板印刷在聚碳酸酯板的周边,油墨干燥后形成聚碳酸酯板的遮光层。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层在高压釜内进行,高压釜内的温度设置为45℃~95℃,在两块聚碳酸酯板之间设置有PU胶片,并采用高压***和除静电枪吹拂PU胶片。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在将透光组件粘接于窗框形成车窗中,环境温度为15℃~30℃,相对空气湿度为30%~70%。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在对聚碳酸酯板进行切割和倒圆角以及在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层之间还包括对聚碳酸酯板的一侧表面进行表面硬化处理。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,对聚碳酸酯板的一侧表面进行表面硬化处理,具体包括以下步骤:
在聚碳酸酯板的一侧表面涂覆硅涂层;
对硅涂层进行激光改质硬化处理,在硅涂层的表层形成硬质涂层。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法,其特征在于,在聚碳酸酯板的表面周边印刷遮光层和将两块聚碳酸酯板进行合片形成夹层之间还包括对聚碳酸酯板进行热弯成型。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,对聚碳酸酯板进行热弯成型采用高压釜和模具进行,高压釜的升温速度小于等于2.5℃/min,降温速度小于等于2℃/min。
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CN202010009719.7A CN113071111A (zh) | 2020-01-06 | 2020-01-06 | 一种轨道车辆用车窗的制备方法 |
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