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汽車(chē)玻璃百年史

來(lái)源:阿爾法工場(chǎng)研究院  撰稿人:  發(fā)布時(shí)間:2020年12月01日 瀏覽:
摘要:

對(duì)于汽車(chē)玻璃產(chǎn)業(yè)而言,未來(lái)不光是一場(chǎng)效率和成本的競(jìng)爭(zhēng),更是一場(chǎng)創(chuàng)新與科技實(shí)力的較量。

  

  對(duì)于汽車(chē)玻璃產(chǎn)業(yè)而言,未來(lái)不光是一場(chǎng)效率和成本的競(jìng)爭(zhēng),更是一場(chǎng)創(chuàng)新與科技實(shí)力的較量。

  01 汽車(chē)玻璃起源

  1886年1月29日卡爾本茨在奧托四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)之上,終于試制出世界上第一輛單缸發(fā)動(dòng)機(jī)三輪汽車(chē),這輛汽車(chē)能夠以每小時(shí)18公里的速度前進(jìn)。

  隨著汽車(chē)動(dòng)力和配套技術(shù)的不斷發(fā)展,汽車(chē)的速度也越來(lái)越快,隨之而來(lái)的是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題——在基礎(chǔ)設(shè)施非常不完善的情況下,汽車(chē)呼嘯而過(guò)的時(shí)候帶起塵土,時(shí)常讓司機(jī)睜不開(kāi)眼。

  不少駕駛者只能戴起護(hù)目鏡,即使戴起護(hù)目鏡,駕車(chē)的紳士們下車(chē)后常常滿身都是泥土。

  

  

  1886年1月29日世界上公認(rèn)第一輛汽車(chē)誕生

  在那個(gè)汽車(chē)與馬車(chē)并駕齊驅(qū)的年代,汽車(chē)工程師們自然而然的聯(lián)想到馬車(chē),并將馬車(chē)的一些設(shè)計(jì)思維加入到汽車(chē)設(shè)計(jì)中。

  早在1699年(清康熙三十八年),當(dāng)今世界五百?gòu)?qiáng)中歷史第二悠久的圣戈班(歷史第一悠久的是貴州茅臺(tái))便為當(dāng)時(shí)法國(guó)皇家首席建筑師的馬車(chē)上配備了三塊最時(shí)尚的鏡面玻璃。

  汽車(chē)工程師們將馬車(chē)上對(duì)玻璃使用引入汽車(chē)設(shè)計(jì)中,1904年,第一款使用擋風(fēng)玻璃的車(chē)型出現(xiàn)了。

  最初的擋風(fēng)玻璃大多數(shù)都是由金屬桿支撐著垂直于地面,并且在需要是可以放下來(lái)的。

  早期汽車(chē)玻璃的使用,在使駕駛變得舒適的同時(shí),也埋下了一個(gè)潛在的危險(xiǎn):在那個(gè)還沒(méi)有鋼化玻璃技術(shù)的年代,玻璃易碎的特性,大大增加了車(chē)禍傷亡的比重,解決這一問(wèn)題主要是從兩個(gè)角度出發(fā)。

  

  別克1908年Model 10款車(chē)型和福特1909年款Model T車(chē)型

  首先是從夾層玻璃的角度出發(fā),1903年法國(guó)化學(xué)家愛(ài)德華別涅狄克發(fā)現(xiàn)一只曾經(jīng)裝過(guò)硝酸纖維素(Cellulose Nitrate)的燒瓶在溶液揮發(fā)干凈后,掉到地上竟然沒(méi)有摔碎,這啟發(fā)他研制出了夾層玻璃。

  他用兩層普通玻璃,中間夾上一層透明的硝酸纖維素得到了破而不碎的夾層玻璃,但是由于成本因素的限制,汽車(chē)廠們對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有表現(xiàn)出興趣,反而這項(xiàng)技術(shù)最先應(yīng)用到了一戰(zhàn)時(shí)期防毒面具上。直到一個(gè)人的出現(xiàn)。

  

  福特汽車(chē)創(chuàng)始人亨利福特

  福特汽車(chē)創(chuàng)始人亨利福特由于一塊擋風(fēng)玻璃碎片受了輕傷,他身邊的朋友也曾經(jīng)受到過(guò)類(lèi)似問(wèn)題的困擾,福特決定推動(dòng)汽車(chē)夾層玻璃的使用。

  福特汽車(chē)成為世界上最早裝配夾層玻璃的汽車(chē)廠,得益于當(dāng)時(shí)塑料工業(yè)的進(jìn)步,夾層玻璃中的夾膠材質(zhì)成本下降進(jìn)一步推動(dòng)了夾層玻璃的大面積使用。

  在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí),誕生了一批汽車(chē)玻璃巨頭,其中主要玩家有以歷史悠久著稱(chēng)的圣戈班、伴隨日本汽車(chē)工業(yè)成長(zhǎng)起來(lái)的旭硝子(AGC)、通過(guò)收購(gòu)老牌汽車(chē)玻璃廠皮爾金頓而壯大的板硝子,還有代表中國(guó)制造的福耀玻璃(600660.SH)。

  

  圖為Sandy Munro正在拆解一輛特斯拉Model3

  第二條提高安全性的路徑是降低玻璃破碎后的鋒利程度,20世紀(jì)30年代起,法國(guó)的圣戈班公司、英國(guó)的皮爾金頓公司(后來(lái)被板硝子收購(gòu))都開(kāi)始生產(chǎn)供給汽車(chē)作擋風(fēng)用的大面積平板鋼化玻璃。

  鋼化玻璃是將平板玻璃或浮法玻璃加熱到軟化點(diǎn)附近之后驟冷而制成的高強(qiáng)度玻璃。與普通玻璃破碎以后形成的鋒利尖角相比,鋼化玻璃破碎以后形成的細(xì)碎顆粒,大大降低了對(duì)人體的傷害。

  02 中國(guó)汽車(chē)玻璃工業(yè)

  中國(guó)現(xiàn)代玻璃工業(yè)的起點(diǎn)是秦皇島耀華玻璃廠,耀華,取自“光耀中華”的含義,袁世凱之子袁克桓曾任秦皇島耀華董事長(zhǎng),后創(chuàng)建上海耀華,再后來(lái)上海耀華和英國(guó)皮爾金頓(前文提到過(guò))合資成立上海耀皮玻璃廠。

  談到中國(guó)汽車(chē)玻璃工業(yè),福耀是繞不開(kāi)的話題,福耀玻璃的名字來(lái)源是福清的“?!奔右A的“耀”,可以說(shuō),中國(guó)玻璃工業(yè)有一半都姓“耀”。

  

  秦皇島耀華玻璃廠

  福耀的前身高山玻璃廠最早是做水表玻璃的,1984年中,福耀玻璃的創(chuàng)始人曹德旺去南平出差,政府接待他去武夷山游玩。

  路上他給母親買(mǎi)了一支拐杖,這讓開(kāi)車(chē)的司機(jī)很緊張,鄭重地提醒他,千萬(wàn)要放好拐杖,不要把車(chē)玻璃給碰碎了。曹德旺大為好奇,心想車(chē)玻璃那么貴重嗎?司機(jī)告訴他,一片就價(jià)值幾千塊。

  當(dāng)時(shí)中國(guó)汽車(chē)玻璃大都依靠進(jìn)口,這讓曹德旺看到了中國(guó)汽車(chē)玻璃巨大的空間,從那時(shí)起福耀玻璃從水表玻璃轉(zhuǎn)型生產(chǎn)汽車(chē)玻璃,福耀的原始技術(shù)正是來(lái)自上海耀華玻璃廠,這也是福耀玻璃名字的由來(lái)。

  

  

  福耀智能制造工廠

  汽車(chē)玻璃行業(yè)分為前裝和后裝市場(chǎng),在那個(gè)合資廠商主導(dǎo)汽車(chē)行業(yè)的話語(yǔ)權(quán)的年代,廠商都有一套完整的供應(yīng)商認(rèn)證體系,作為一家名不見(jiàn)經(jīng)傳的小鎮(zhèn)水表玻璃廠。

  福耀想要一開(kāi)始就打入合資汽車(chē)廠商的前裝供應(yīng)體系是難以想象的,自然福耀先從汽車(chē)玻璃的后裝市場(chǎng)入手,好在這個(gè)市場(chǎng)同樣有著足夠的利潤(rùn)空間,成本幾十元的汽車(chē)玻璃造出來(lái),馬上就能賣(mài)到一千多元。

  后來(lái)福耀引入國(guó)際玻璃巨頭圣戈班入股吸收了先進(jìn)的汽車(chē)玻璃制造技術(shù),但是經(jīng)過(guò)多年的合作后,福耀志在全球市場(chǎng),希望做大做強(qiáng),而圣戈班只是希望福耀成為其在全球布局的一顆棋子,雙方合作的分歧越來(lái)越大,經(jīng)營(yíng)理念的分歧日益嚴(yán)重。

  1999年曹德旺終于決定全額回購(gòu)股份,并和圣戈班達(dá)成協(xié)議:圣戈班5年內(nèi)不進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),而正是這五年,中國(guó)汽車(chē)迎來(lái)了指數(shù)級(jí)的爆發(fā)式增長(zhǎng),這五年也是零部件與汽車(chē)廠商奠定合作基礎(chǔ)的五年。

  福耀憑借“東風(fēng)”一舉成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)汽車(chē)玻璃行業(yè)的領(lǐng)軍人,從福建福清的一家小小的水表玻璃廠,在一輪又一輪周期中成長(zhǎng)為營(yíng)收超過(guò)兩百億的汽車(chē)玻璃巨頭,目前中國(guó)70%的汽車(chē)玻璃出自福耀,這一比例放在全球來(lái)看也超過(guò)25%。

  

  福耀全球布局

  目前中國(guó)汽車(chē)玻璃這個(gè)行業(yè)格局比較穩(wěn)定,福耀憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)+“將工廠開(kāi)在下游客戶門(mén)口”的快速響應(yīng)能力牢牢把握住中國(guó)汽車(chē)玻璃行業(yè)的主導(dǎo)地位。

  先發(fā)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在于:福耀伴隨甚至領(lǐng)先中國(guó)汽車(chē)工業(yè)而成長(zhǎng),當(dāng)其他廠商希望切入部分供應(yīng)體系時(shí),基本上所有的汽車(chē)廠都和福耀建立了穩(wěn)定的供應(yīng)關(guān)系,而汽車(chē)玻璃從生產(chǎn)制造的資本開(kāi)支到供應(yīng)商體系的認(rèn)證需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期以及巨大的資本投入。

  快速響應(yīng)能力體現(xiàn)在于:汽車(chē)玻璃行業(yè)的特點(diǎn)與啤酒和水泥行業(yè)有些類(lèi)似,存在一個(gè)明顯的最優(yōu)成本供應(yīng)半徑,一旦玻璃的生產(chǎn)和下游需求距離過(guò)遠(yuǎn)就會(huì)存在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、破損等多重成本。

  因此福耀牢牢抓住“將工廠開(kāi)在下游客戶門(mén)口”這個(gè)核心壁壘,加上精細(xì)化管理達(dá)到明顯的成本優(yōu)勢(shì),這兩點(diǎn)就是福耀能夠維持40%毛利率和核心因素。

  以至于中國(guó)本土第二大汽車(chē)玻璃制造商信義玻璃(00868.HK)只能去做海外出口的后裝市場(chǎng)。

  

  

  美國(guó)工廠

  2020年,一部反映中國(guó)制造向美國(guó)輸出的紀(jì)錄片,獲得第92屆奧斯卡金像獎(jiǎng)最佳紀(jì)錄片,拋開(kāi)價(jià)值觀不談,這部紀(jì)錄片真實(shí)反映了福耀玻璃憑借高效率降低制造成本進(jìn)而獲得產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)地位,中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的全球化的進(jìn)程中,汽車(chē)玻璃已經(jīng)走在了前列。

  03 汽車(chē)玻璃技術(shù)的未來(lái)

  當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的階段,越來(lái)越多的黑科技也正在應(yīng)用到汽車(chē)玻璃之中。

  首先是汽車(chē)玻璃天線,集成在玻璃中的無(wú)縫天線增強(qiáng)了美感并保持了車(chē)輛設(shè)計(jì)的線條,通過(guò)玻璃天線集成改善汽車(chē)通信的信噪比,增強(qiáng)整體系統(tǒng)通信性能。

  其原理是通過(guò)使用導(dǎo)電印刷或細(xì)嵌入線(圖中綠色網(wǎng)格)集成鍍膜的鋼化夾層玻璃,最終完成全車(chē)車(chē)載通信的功能,汽車(chē)玻璃天線的意義在于,它是通過(guò)5G+V2X實(shí)現(xiàn)汽車(chē)網(wǎng)聯(lián)的重要載體之一。

  

  AGC生產(chǎn)的集成天線玻璃

  汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,汽車(chē)電動(dòng)化浪潮已經(jīng)來(lái)臨。在特斯拉所引領(lǐng)的汽車(chē)電動(dòng)化浪潮中,全景玻璃天幕正在為越來(lái)越多的新能源汽車(chē)所使用。

  但是全景玻璃天幕在帶給人更廣闊視野和更好的乘車(chē)體驗(yàn)的同時(shí)也存在一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題,那就是“冬冷夏熱”,夏季強(qiáng)烈的光線帶來(lái)的熱量和冬季較差的保溫性能不僅會(huì)大大降低駕乘舒適感,同時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響新能源汽車(chē)的續(xù)航。

  因此需要Low-E(低輻射)鍍膜玻璃,通過(guò)反射紅外線幫助駕乘者在夏天保持更舒適的溫度;通過(guò)反射內(nèi)部熱量,在冬天獲得更舒適的溫度,減少冬季車(chē)頂?shù)摹袄鋲Α毙?yīng),最終達(dá)到減少車(chē)輛的二氧化碳排放量,并改善燃料消耗的效果。

  

  Model S的全景玻璃天幕

  

  HUD(Head Up Display)就是把時(shí)速、導(dǎo)航等重要的行車(chē)信息,投影到駕駛員前面的風(fēng)擋玻璃上,讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到時(shí)速、導(dǎo)航等重要的駕駛信息。

  傳統(tǒng)后裝HUD是將信息投影到前風(fēng)擋玻璃上,但是由于夾層的原因經(jīng)常造成重影的現(xiàn)象,為了避免重影圖像,汽車(chē)玻璃廠通常需要將楔形PVB(聚乙烯醇縮丁醛酯,是主要的汽車(chē)玻璃夾層材質(zhì))層壓具有特定角度以解決重影的問(wèn)題。

  未來(lái)HUD將向AR-HUD(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示)發(fā)展。我們是否曾經(jīng)想過(guò)這樣一種場(chǎng)景,汽車(chē)不再需要儀表盤(pán)和中控大屏,所有需要顯示的信息都位于前風(fēng)擋顯示屏幕之上。

  

  HUD抬頭顯示技術(shù)

  在汽車(chē)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化大潮之下,而汽車(chē)玻璃作為占據(jù)車(chē)表面積的三分之一的載體,在現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)思維體系下勢(shì)必將承載更多的功能。

  對(duì)于汽車(chē)玻璃產(chǎn)業(yè)而言,未來(lái)不光是一場(chǎng)效率和成本的競(jìng)爭(zhēng),更是一場(chǎng)創(chuàng)新與科技實(shí)力的較量,在這場(chǎng)較量中,誰(shuí)能持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,誰(shuí)才能占據(jù)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的優(yōu)勢(shì)地位。

責(zé)任編輯:李效青
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