Szyby samochodowe i technologie ich wklejania

Wśród wielu materiałów wykorzystywanych przy konstruowaniu i produkcji współczesnych pojazdów samochodowych stosowane jest również coraz powszechniej szkło. Obecnie, jest to ważny materiał, decydujący w znacznym stopniu o wyglądzie i stylistyce wytwarzanych samochodów. Jakość stosowanego szkła i technologia jego wytwarzania ma również istotny wpływ na bezpieczeństwo kierowcy i pasażerów, zwłaszcza w przypadku wystąpienia kolizji lub wypadku drogowego i możliwość doznania obrażeń odłamkami szkła? Ponadto właściwie wklejona szyba samochodowa spełnia również funkcje konstrukcyjne, poprzez zwiększoną odporność nadwozia na odkształcenia przy skręcaniu.
Produkowane obecnie szyby samochodowe są odpowiednio wyprofilowane i osadzone w nadwoziu, a dzięki swojemu kształtowi i pochyleniu w nadwoziu gwarantują optymalne właściwości antyrefleksyjne, zapewniające należytą widoczność. Coraz częściej nowe szyby przednie posiadają wbudowany system odpowiednich grzałek, zapewniających ich ogrzewanie, skutecznie eliminujące efekt ich zaparowywania.
We współcześnie produkowanych pojazdach samochodowych zastosowanie znajdują zarówno szyby osadzane na stałe, jak również i otwierane. We wszystkich konstrukcjach nadwozi samochodowych w wersjach czterodrzwiowych, na stałe osadzone są szyby przednie i tylne. Boczne szyby w tych pojazdach są zwykle otwierane. Z kolei w nadwoziach pojazdów dwudrzwiowych na stałe osadzone są ponadto tylne szyby boczne.
Współcześnie stosowane szyby samochodowe muszą spełniać odpowiednie wymagania i posiadać należyte właściwości, uzależnione od miejsca ich zmontowania w nadwoziu pojazdu. Do produkcji szyb bocznych i tylnych używane jest najczęściej szkło hartowane. Jest ono dość odporne na uderzenia i naprężenia zginające. Szyba tego typu, przy uderzeniu ostrym przedmiotem pęka na drobne kawałki, które zmniejszają ryzyko powstawania okaleczeń i obrażeń kierowcy i pasażerów pojazdu. Szkło hartowane nie może być jednak stosowane do produkcji szyb przednich, ponieważ przy pękaniu na drobne kawałki, szyby te stają się całkowicie nieprzejrzyste. Pomimo faktu, iż proces ten trwa stosunkowo bardzo krótko, mógłby powodować całkowity brak widoczności przez kierowcę, co przy osiąganiu obecnie znacznych prędkościach pojazdów mógłby powodować znaczne zagrożenie dla ruchu drogowego.
Dlatego też, do wytwarzania szyb przednich wykorzystywane są szyby wykonywane ze szkła laminowanego, które posiada pomiędzy dwiema warstwami szkła mocną przeźroczystą folię z poliwinylobutylu.
Tego typu szyba jest w pełni bezpieczna, ponieważ po pęknięciu wszystkie jej kawałki utrzymywane są razem, a poza tym nawet przy całkowitym jej popękaniu, przez cały czas zachowuje przejrzystość.
Demontażu szyb z nadwozia pojazdu dokonuje się najczęściej ze względu na konieczność wykonywaniu większych napraw blacharskich i malowania nadwozia. Konieczny jest on również przy ich wymianie, spowodowanej uszkodzeniem mechanicznym. W przeszłości szyby osadzane były na stałe za pośrednictwem gumowych uszczelek. Obecnie w większości produkowanych i eksploatowanych samochodów stosowane są już niemal wyłącznie szyby osadzane w nadwoziu metodą wklejania.
Proces technologiczny wymiany szyb samochodowych jest bardzo precyzyjnym działaniem, obejmującym kolejne etapy wykonywanych czynności. Odbywać się musi wzdłuż odpowiedniej kolejności, przy zachowaniu ścisłych zasad i norm jakościowych wykorzystywanych środków klejących oraz z zastosowaniem właściwych narzędzi, a także przy wykorzystywaniu należytych umiejętności.
Przy szybach osadzanych z użyciem uszczelki, sprawa ich montażu i demontażu jest znacznie prostsza niż w przypadku szyb wklejanych. Demontaż szyb osadzanych w gumowej uszczelce sprowadza się do wypchnięcia jej od wnętrza pojazdu, przy zachowaniu pełnej asekuracji drugiej osoby z zewnątrz.
Podczas montażu tego typu szyby należy najpierw nałożyć na szybę gumową uszczelkę z wykorzystaniem specjalnej linki monterskiej, a następnie osadza się całość w dolnej krawędzi otworu okiennego. Przy zapewnieniu docisku szyby do otworu wciąga się stopniowo koniec linki do wnętrza nadwozia, uzyskując odpowiednie ułożenie się uszczelki w ramie otworu okiennego.
Montaż i demontaż szyb wklejanych jest czynnością mniej czasochłonną, lecz jednocześnie bardziej skomplikowaną. Obecnie, we współcześnie produkowanych pojazdach samochodowych jest to jedyny sposób osadzania szyb stałych. Przy wklejaniu szyb samochodowych niezbędne jest zastosowanie odpowiedniej, jakości kleju. Musi on być odpowiednio twardy, by mógł przenosić obciążenia wywołane pracą nadwozia w trakcie eksploatacji pojazdu i elastyczny, aby nie pękał w trakcie tego procesu. Ponadto powinien posiadać niską wartość zmiany objętości, przed i po zaschnięciu oraz znaczną wytrzymałość początkową, a także właściwą lepkością, gwarantującą zachowanie odpowiedniego kształtu po nałożeniu.
Ze względu na konieczność osiągnięcia szybkiej odpowiedniej wytrzymałości kleju po osadzeniu szyby, stosowane są kleje dwuskładnikowe, nakładane na zimno, które umożliwiają eksploatację pojazdu już po około godzinie po wklejeniu szyby, bez względu na wilgotność i temperaturę otoczenia lub jednoskładnikowe, nakładane na gorąco w temperaturze około 60 0C.
Demontaż szyby z nadwozia pojazdu dostosowany musi być do rodzaju połączenia klejonego i zastosowanego rodzaju kleju. Przy demontażu szyb wklejanych z użyciem kleju jednoskładnikowego stosować można zarówno mechaniczne, jak również i termiczne metody oddzielania szyby od nadwozia.
Termiczna metoda polega na zmiękczaniu spoiny w temperaturze około 250 0C. Przy zastosowaniu tej metody wykorzystywane są noże z elektrycznie podgrzewanym ostrzem, wprowadzanym w warstwę spoiny. Przesuwa się je po obwodzie stopniowo wraz z topieniem się kleju. W celu zapobiegania przed ponownym zastyganiem rozgrzanego kleju i powtórnym przyklejaniem się szyby pod własnym ciężarem do otworu w nadwoziu, wykorzystywane są przyssawki do szyby, utrzymujące szybę w ustalonej pozycji, pomimo opadania spoin.
Przy mechanicznej metodzie demontażu szyby klejonej, konieczne jest zastosowanie dodatkowego sprzętu ustalającego pozycję szyby i polega na zastosowaniu wibrującego noża z napędem elektrycznym lub pneumatycznym. Zdecydowanie rzadziej stosowane są obecnie narzędzia w postaci cienkiego stalowego drutu. Mechaniczne noże posiadają wymienne ostrza o różnych kształtach, umożliwiających bezpieczne rozdzielenie spoiny w różnych położeniach.
Kolejnym etapem procesu wymiany szyby samochodowej po przeprowadzeniu operacji rozcięcia spoiny i zdemontowaniu szyby z otworu nadwozia jest przygotowanie samej szyby oraz otworu okiennego do wklejania. Szyby wklejane posiadają na obrzeżach czarny nadruk służący do maskowania warstwy kleju, łączącego szybę z nadwoziem. Nie spełnia on jednak funkcji podkładu, ani nie tłumi promieniowania słonecznego, negatywnie wpływającego na warstwę kleju. W celu zapobiegania przed zbyt szybkim oddzielaniem się kleju od szyby i nadwozia na skutek działania promieni ultrafioletowych, szyby z czarnym nadrukiem pokrywa się przed montażem czarnym podkładem. Podkład należy nakładać ruchem ciągłym w jednym kierunku z użyciem nasączonego wacika filcowego. W normalnych warunkach otoczenia, czyli w temperaturze około 23 0C i wilgotności powietrza 50%, czas schnięcia podkładu wynosi do 15 minut. Z kolei przy szybach tzw. powlekanych, z fabrycznie nałożoną warstwą poliuretanu i listwą ozdobną, nie stosuje się czarnego podkładu, lecz przemywa warstwę poliuretanu zmywaczem, uaktywniającym jego zewnętrzną powierzchnię.
Przed wklejaniem szyby również powierzchnia otworu w nadwoziu musi być starannie oczyszczona. Pozostałą po wycięciu szyby warstwę starego kleju należy wyrównać do grubości około 1,5 mm na całym jego obwodzie. Jeśli podczas wyrównywania warstwy kleju zostanie on usunięty do surowej blachy, wówczas należy to miejsce pokryć podkładem.
Bardzo ważna w procesie wklejania szyby jest właściwa aplikacja odpowiedniej ilości kleju. Obecnie, przy aplikacji kleju w trakcie wklejania szyb samochodowych, dzięki stosowaniu specjalnych dysz, nadaje się kształt warstwy kleju zbliżony do trójkąta, lecz o lekko wyoblonej podstawie. Ten właśnie przekrój optymalizuje ilość zużytego kleju i zapewnia szerokość warstwy wynoszącej około 6 mm. Niemiernie istotna, przy nanoszeniu kleju jest wysokość jego warstwy, która powinna wystawać około 2-3 mm ponad krawędź. Warstwę kleju nakładać można, zarówno na szybę, jak również i na nadwozie.
Istotne w trakcie wklejania szyby w nadwozie jest odpowiednie usytuowanie pojazdu. Powinien on być ustawiony na płaskim i równym podłożu, a koła powinny być skierowane do jazdy na wprost. Takie warunki gwarantują, bowiem odpowiednie ułożenie elementów nadwozia, a w związku z tym również i równomierny i właściwy rozkład naprężeń wewnętrznych.
Przed właściwym procesem wklejania szyby należy dokonać tzw. suchego wklejenia, polegającego na wstępnym przymierzeniu szyby do nadwozia. W tym celu wykorzystywane są odpowiednie klocki dystansowe. Po ustaleniu właściwego położenia szyby zalecane jest oznaczenie właściwego jej położenia, poprzez naklejenie na szybę i nadwozie pasków taśmy samoprzylepnej na słupkach i po obydwu stronach dachu. Taśmę nacina się w miejscu styku uszczelnienia szyby z nadwoziem. Szybę osadza się po nałożeniu kleju w płaszczyźnie równoległej do otworu okiennego w nadwoziu. Możliwe jest ewentualne korygowanie położenia szyby w zakresie do 3 mm. Szyby nie dociska się do nadwozia, ponieważ klej samoczynnie układa się pod wpływem ciężaru szyby.
Przy demontażu i montażu szyb samochodowych wykorzystywane muszą być odpowiednie narzędzia specjalistyczne. Należą do nich między innymi specjalne uchwyty z przyssawkami, ułatwiające manewrowanie szybą i wkładanie jej do karoserii pojazdu.
Do wyciskania kleju z pojemnika stosowane są wyciskacze ręczne lub pneumatyczne. Przy wymianie szyb potrzebne są także rozkładane stojaki pod szybę. Umożliwiają przygotowywanie szyb do wklejania w dowolnym, najwygodniejszym miejscu.

Autor: mgr Andrzej Kowalewski