Les vitres ont une fonction de sécurité importante dans les véhicules : elles protègent le conducteur et ses passagers. Elles sont spécialement conçues pour que les occupants d’un véhicule ne soient pas éjectés en cas d’accident, ainsi que pour les protéger des éclats de verre et des projections de débris.
Certains types de vitres automobiles présentent des caractéristiques supplémentaires, comme du chauffage, de l’isolation thermique, de l’hydrofugation ou une antenne intégrée. À mesure que les chaînes de production de vitres automobiles se diversifient, les grands fabricants de vitres automobiles doivent faire face à une augmentation des difficultés dans leurs processus d’inspection des vitres.
Cet article s’intéresse en détail aux vitres d’automobiles. Découvrez le processus de conception unique des vitres automobiles, les difficultés liées à leur fabrication et les avantages d’en faire l’inspection à l’aide d’analyseurs à fluorescence X (XRF) à main.
Fabrication des vitres d’automobiles
Les vitres d’automobiles se divisent en deux grands types : les vitres de sécurité en verre feuilleté et celles en verre trempé. Le verre feuilleté est utilisé pour les pare-brise avant. Il est donc conçu pour être très résistant afin de protéger le conducteur et ses passagers. On le fabrique en fusionnant deux feuilles de verre séparées au moyen d’une fine couche de vinyle intercalaire. Le vinyle aide le verre à rester intact même s’il est cassé, ce qui réduit la quantité de verre susceptible de se détacher du pare-brise en cas d’impact violent.
Le verre trempé est un verre traité thermiquement et est utilisé pour les vitres des portières et les pare-brise arrière. On le fabrique en chauffant du verre flotté jusqu’à une température où il se ramollit, puis en le refroidissant rapidement. Après le traitement, la surface extérieure du verre exerce une contrainte de compression vers l’intérieur, tandis que l’intérieur du verre exerce une contrainte de traction vers l’extérieur. Cela signifie que lorsque le verre trempé fait l’objet d’un impact, la contrainte de compression de sa surface extérieure est immédiatement compensée, ce qui permet une résistance aux chocs. Bien que le verre trempé se brise en morceaux lorsqu’il est cassé, il se décompose en morceaux plus petits – de la taille de petits cailloux – avec des bords moins tranchants que le verre ordinaire.
Verre trempé : réduction du risque d’éclatement
On doit fabriquer et inspecter soigneusement le verre trempé pour réduire le risque d’éclatement spontané pendant l’utilisation d’un véhicule. Le verre peut éclater si de petites quantités d’impuretés, comme du sulfure de nickel, sont mélangées avec le verre pendant le processus de production. Ces impuretés peuvent entrer dans le processus de production de différentes façons, car :
- l’équipement de production de vitres contient du nickel ;
- les matières premières contiennent des traces de nickel et de soufre ;
- du carburant contenant du soufre est employé.
Lorsqu’ils atteignent 379 °C, les cristaux de sulfure de nickel subissent une transition de phase. À basse température, le volume des cristaux de sulfure de nickel augmente d’environ 2 % à 4 %, perturbant l’équilibre de contrainte interne du verre trempé et créant ainsi un risque d’éclatement spontané.
Intégration de caractéristiques supplémentaires dans les vitres automobiles
Antennes :
L’antenne est imprimée sur la surface interne de la vitre en verre feuilleté au moyen d’une peinture métallique conductrice. La peinture et le verre sont ensuite combinés par frittage. L’antenne est ensuite connectée par des fils à l’amplificateur de signal de la voiture et peut recevoir des signaux FM/AM, GPS et de télévision. Par rapport à l’antenne de toit qui était couramment installée sur les automobiles par le passé, l’antenne intégrée offre une réception de signaux plus stable et plus fiable.
Fils chauffants :
Une vitre d’automobile peut être chauffée à l’électricité à des fins de dégivrage et de désembuage, offrant ainsi au conducteur une vue dégagée par temps froid.
Isolation thermique :
Lorsqu’on enduit sa couche centrale d’une poudre métallique très fine, une vitre en verre feuilleté peut absorber et refléter l’énergie solaire, ce qui crée un effet d’isolation thermique et de refroidissement. Cette technologie est appliquée à de nombreux modèles de voitures haut de gamme.
Avantages des analyseurs XRF à main pour l’inspection des vitres d’automobiles
Alors que la fabrication des vitres d’automobiles a gagné en complexité avec l’ajout de caractéristiques haut de gamme aux voitures, les analyseurs XRF à main peuvent simplifier leur processus d’inspection.
Par exemple, les analyseurs XRF à main comme ceux de la gamme Vanta™ sont capables de déterminer la composition chimique du verre et l’épaisseur des couches utilisées. L’analyseur Vanta peut également déterminer l’épaisseur du revêtement dans la plage de 0,5 à 60 microns, selon la composition du revêtement.
Analyseurs XRF à main de la gamme Vanta
Ce test rapide permet aux inspecteurs :
- de détecter rapidement la teneur en nickel (Ni) du verre. Cette fonction permet de vérifier que le verre quittant une usine ne contient pas d’impuretés de sulfure de nickel, ce qui réduit les risques d’éclatement spontané du verre trempé lorsqu’un véhicule est en mouvement.
- de détecter rapidement l’épaisseur et l’uniformité du revêtement métallique à l’intérieur du verre feuilleté, ainsi que sa composition chimique. Cette vérification permet de s’assurer que le produit fini satisfait aux exigences de conception.
Si vous souhaitez en savoir plus sur l’analyse XRF des vitres et des revêtements employés dans l’industrie automobile, n’hésitez pas à nous contacter pour planifier une démonstration.
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