除A级车外，基于模克隆 AG2677的薄顶目前还应用于梅塞德斯-奔驰B级车上

从三角窗到车门侧窗再到车顶模块，从Smart到戴姆勒-克莱斯勒再到梅塞德斯-奔驰，在采用聚碳酸酯取代玻璃制造车窗和车顶模块的发展进程中，拜耳材料科技发挥了重要的推动作用。借助于著名的模克隆聚碳酸酯材料以及广泛的专业应用知识，拜耳材料科技创造了一个又一个致臻完美的新应用。随着两款概念车的推出，更进一步地诠释了模克隆聚碳酸酯材料的无穷魅力以及拜耳材料科技的精湛技艺。

用聚碳酸酯取代玻璃制造汽车的车窗已有10多年的历史。除了被用于汽车的三角窗以及车门侧窗外，近年来其在车顶模块上的应用也日益增多。在这一技术发展进程中，作为材料供应商的拜耳材料科技无疑扮演了十分重要的角色。

针对车窗的应用，拜耳材料科技专门开发了模克隆AG 2677聚碳酸酯材料。这款经过特殊优化的聚碳酸酯极为纯净，可以根据客户的特定需求进行着色，且着色厚度因需制宜。此外，该材料还具有高刚性、高透明性和耐热性的优点，完全符合当今最为复杂的汽车设计潮流，因此已成为汽车车窗和车顶应用的不二之选。

近年来，模克隆 AG 2677在车窗和车顶方面的应用日益成熟，典型的应用除了Smart Roadster Coupé的三角窗、戴姆勒-克莱斯勒的“聪明两人车”和“聪明四人车”的侧窗和车顶外，还包括梅塞德斯C级车的透明后面板、梅塞德斯A级和 B级车的车顶薄层，以及smart forfour的全景车顶等。

图1 当打开梅塞德斯-奔驰B的薄顶开口时，可为乘客带来宽阔的全景视野

应对挑战

“然而，这一发展进程却充满了挑战。”拜耳材料科技汽车玻璃团队负责人Volkhard Krause介绍说，挑战首先来自于早期应用阶段人们对聚碳酸酯的抗磨损性和抗风蚀性的质疑。特别是在美国，对聚碳酸酯在车窗上的应用具有严格的规定。为此，早于1998年拜耳材料科技就与GE塑料各自出资50%组建了Exatec这家合资公司，以共同推进聚碳酸酯在汽车窗上的广泛应用。2004年，Exatec公司新型的汽车窗系统Exatec 900问世，随后该产品获得了美国交通部国家高速公路交通安全局的批准，允许其在美国境内用于所有非挡风玻璃的车窗。这一突破性的进展最终为聚碳酸酯车窗系统在美国甚至在全球范围内的应用铺平了道路。

据介绍，Exatec公司开发的Exatec 900是一种特殊的等离子技术，它进一步提高了用于聚碳酸酯涂层的硬度。通过在聚碳酸酯车窗系统中使用这种抗磨损的涂层和抗风蚀的紫外线吸收剂，可使聚碳酸酯车窗在长达10年的时间里保持良好的抗磨损性和抗风蚀能力。以Exatec 900为基础，Exatec公司随后又专为聚碳酸酯车顶模块开发了Exatec 900vt，它能满足车顶模块的各种基本要求。

图2 Smart fortwo的一大亮点是由模克隆 AG2677制成的轻质车顶模块

“至于成本方面的压力，功能的集成以及满足多样化的外形设计使得聚碳酸酯材料足以与玻璃抗衡。”Volkhard Krause说，模克隆 AG 2677以及拜耳材料科技的Makroblend和Bayblend等合金材料具有功能集成的潜力，通过使用多组分注塑成型技术，可以在一次模塑过程中完成整个系统的装配，并将一些固定元件集成到车窗或车顶模块系统中，而且部件可以具有多种颜色，满足更多的设计要求。这大大节省了成本，简化了汽车的装配过程，而这些是传统的玻璃无法实现的。此外，采用注射-压缩成型技术，可以降低部件的内应力，避免翘曲的产生，从而提高了成品的合格率。

“不错，加工技术的进步也为造型各异的聚碳酸酯车窗或车顶的开发提供了强有力的支持。” Volkhard Krause说，由于具有极高的光学质量要求，因此生产的每一个阶段都非常重要。特别是对于大尺寸的车顶模块而言，由于成型难度较大，通常需要采用注射-压缩成型技术，而对于一些更复杂的车窗和车顶模块系统，还需要采用多组分成型技术，以集成更多的功能。

为此，拜耳材料科技与众多的公司展开了合作，其合作伙伴涉及材料供应商、加工设备供应商、模具和热流道供应商、系统供应商，以及模塑制品生产商等等。其中，与德国伟巴斯特公司的合作使其成功地开发出了多款聚碳酸酯车顶模块。

图3 由模克隆 AG2677 制作的“zaZen”“泪珠状”车顶

梅塞德斯-奔驰B级车的全景天窗

多年来，拜耳材料科技就一直与德国的伟巴斯特公司共同合作开发全景聚碳酸酯车顶模块。伟巴斯特公司总部位于德国慕尼黑附近的Stockdorf，是全球顶尖的汽车车顶模块和汽车天窗制造商。该公司采用拜耳材料科技的模克隆AG2677聚碳酸酯为梅塞德斯-奔驰B级车开发出了一款全景天窗。该全景天窗采用了由模克隆AG2677制成的透明的五层灰色薄板。

据伟巴斯特公司经理Ralf Schwaighofer先生介绍，之所以选用聚碳酸酯板材，是因为其比纯粹的钢材方案要轻3.5kg左右，同时对于三维元件配置而言，它拥有更大的设计自由度。此外，由于该材料对碎石屑有极强的抵抗力，当发生碰撞事故时，不会像玻璃一样粉碎，这些优点意味着更高的安全性。

Volkhard Krause进一步强调说，相对于玻璃，聚碳酸酯的最大优势在于其具有高度的功能集成的潜力，因此，用这种材料开发集成了遮阳板或者带有太阳能电池和照明设备的全景车顶模块是完全可行的。

据介绍，采用PC板材设计意味着天窗的开口可以比传统的遮阳天窗开口增大约60%。当开口打开时，可为乘客带来宽阔的全景视野；而开口关闭时，可使车内更显明亮、舒适和开阔。

这种透明的五层灰色薄板采用双组分注塑工艺制造而成。首先用模克隆AG2677制成透明的外饰板，然后注塑成型用于镶嵌透明外饰板的黑色框架，最后在薄板上涂上聚硅醚涂层，以保护车顶免受刮擦和雨水等的侵蚀。

“然而，这种全景式聚碳酸酯天窗面临的一大挑战是，在阳光的照射下，车内会迅速变得酷热难耐。这是由于热屏蔽系统未能把阳光中的红外线过滤掉。为此，我们在模克隆AG2677中融入了透明的红外线吸收染料，从而最大限度地降低了汽车内部的温度。这对于装有大型透明车顶模块的汽车尤为重要。” Volkhard Krause说。

与以往用于模克隆材料的其他染料相比，新型染料吸收红外线的有效性要高出50%。例如，适用于车顶模块的深透明色可过滤掉阳光中的大量红外线。不同级别的模克隆?材料通过此类染料染色后，吸收的热量放射物质至少与现有的热屏蔽玻璃一样有效，并且拥有更高的性价比。

图4 “eXasis”具有昆虫般的外形，光滑而又亮丽的黄色车身由模克隆AG 2677制造而成

更大尺寸的车顶模块

基于梅塞德斯-奔驰B级车的全景天窗的成功开发，之后，拜耳材料科技与伟巴斯特两家公司又为Smart fortwo开发出了一款更大面积的车顶模块。据介绍，这一面积达1.2m2的模克隆AG2677车顶模块适用于全世界任何生产线上的汽车，它是伟巴斯特在一台带有转盘的注塑机上，采用两组分的注射-压缩成型技术生产出来的。利用两组分的注射-压缩成型技术，首先注射成型采用模克隆AG2677材料的透明外饰板，然后再用BayblendDP T95 MF材料注射成型大型框架。Bayblend DP T95 MF是该生产中的第二组分材料，这一黑色的PC/ABS混合物是拜耳材料科技专为由模克隆AG2677制成的大型车顶部件量身定制的产品。该PC/ABS混合物的特殊之处在于其独特的收缩特性，可与聚碳酸酯材料的收缩性相匹配。由于采用了注射-压缩成型技术，因此无论这种车顶模块的尺寸有多大，极低的内部应力和翘曲度使其获得了卓越的表面质量。

“模克隆AG2677和BayblendDP T95 MF为Smart fortwo的车顶模块带来了相当可观的重量减轻。事实上，其重量比同等玻璃模块减轻了40％。这不仅有助于节省燃料，还使汽车的重心更低，从而提高了操作灵活性和敏捷度。”Smart公司负责全景车顶的Detlev Penczekt介绍说，更轻的重量、更高的设计自由度，以及更多功能集成的可能性，是该公司决定采用这种抗破碎聚碳酸酯车顶的最主要的原因。

伟巴斯特车顶模块开发负责人Martin Pollak 评价说：“通过这个项目，使我们进一步了解了拜耳材料科技在材料、加工和分析方面所具有的广泛专知，这对于我们来说又是一次巨大的进步。”

在该产品的整个开发过程中，拜耳材料科技提供了全面的技术支持和服务。例如，使用流变计算来确定最佳浇口设计，通过机械计算来模拟部件在静态和动态下的性能。此外，材料方面的专家则提供了模具开发和生产方面的帮助。

图5 “zaZen”的后车灯被改造成了明亮的全息区域，制动时，第三制动灯的光线仿佛是在出其不意间照射出来的

用模克隆AG2677打造玻璃外观的概念车

在经过了几个全景车顶模块的成功开发后，拜耳材料科技积累了丰富的开发、设计、材料和工艺经验，能够针对客户提出的任何有关“尺寸准确性和表面质量”等方面的要求提供令人满意的解决方案。

就在人们还在为聚碳酸酯车顶模块究竟能达到多大的尺寸规模而议论纷纷的时候，两款概念车的推出则让人们看到了模克隆聚碳酸酯在满足汽车造型和大尺寸制造要求方面的巨大潜力，同时也体验到了拜耳材料科技在车顶开发方面的丰富专业知识和经验积累。

在2006年的日内瓦国际汽车展上，首次公开亮相的Rinspeed概念车“zaZen”以其颠覆性的照明技术以及由塑料制成的大型“泪珠状”车顶带给人们一种全新的视觉感受——透明圆滑的车顶夺人眼球，不仅轻盈而且清秀，看上去仿佛是漂浮于矮胖的车身之上。后车灯被改造成了明亮的全息区域，在正常驾驶中，这个区域是透明无形的；制动时，第三制动灯的光线仿佛是在出其不意间照射出来的。

据介绍，“zaZen”的整个车顶及环带都是由模克隆AG 2677整体制造而成，其特殊之处在于，在整部汽车的生产过程中，都可从上方进入到汽车内部，从而大大简化了安装过程，并极大地节约了成本。此外，防刮涂层的使用则确保了车顶的完整美观。

正如拜耳材料科技和Rinspeed公司所表达的那样，一次汽车展上推出的一款概念车只能代表持续发展过程中的一个短暂瞬间。不错，在随后到来的2007日内瓦国际车展上，由双方共同打造的另一款夺人眼球的概念车“eXasis”则以其全透明的车身结构进一步诠释了模克隆聚碳酸酯的无穷魅力以及拜耳材料科技的精湛技艺。

“eXasis”具有昆虫般的外形，光滑而又亮丽的黄色车身由模克隆?AG 2677制造而成，其全透明的车身使紧凑型的2缸、750ccm韦伯发动机能够被一览无余。由于大量采用了聚碳酸酯这一轻质塑料结构，使得整个汽车重量仅为750kg，从而驾驶起来犹如“保时捷”般的敏捷。

在谈到这两款概念车的创举时，拜耳材料科技负责全球营销和创新的董事会成员Ian Paterson 说，“我们希望与Rinspeed公司一起，通过‘zaZen’和‘eXasis’来激发人们对未来汽车的思索，同时也把我们高质量的材料以及工程师们创造性的专知精髓展示给大家。”