Loại kính chắn gió mới nhẹ hơn, cứng hơn, trong hơn và mỏng hơn

Ngày càng nhiều bước tiến mới được tạo ra nhằm tăng hiệu suất của phương tiện, cải thiện quá trình điện hóa và tạo điều kiện cho công nghệ tự lái các cấp độ khác nhau. Gần đây, một báo cáo về bước đột phá mới trong lĩnh vực vật liệu có thể hỗ trợ giải quyết những vấn đề trên đã thu hút sự chú ý của người yêu xe - một loại kính ô tô mới.

Vào tháng 11 năm 2016, kính Gorilla Glass vốn được dùng cho màn hình điện thoại thông minh bắt đầu được sử dụng trên ô tô. Giờ đây, đội ngũ phát triển sản phẩm đó của Corning đã tự cải tiến trang bị trên với loại kính ô tô mới mang tên Fusion5, với những khác biệt về cấu tạo hóa học và cấu trúc phân tử.

Đầu tiên, loại kính phổ biến nhất (và vẫn trang bị trên hầu hết các xe ngày nay) được làm từ thủy tinh soda-vôi (soda-lime glass), chủ yếu bao gồm natri oxit và canxi oxit. Sau đó là kính Gorilla Glass với một lượng lớn nhôm oxit.

Giờ đây, Corning đã tạo ra Fusion5 - một loại thủy tinh borosilicate hoàn toàn khác sử dụng oxit boric. Tất cả đều là chất rắn “vô định hình”, chúng trở nên cứng lại từ trạng thái lỏng rất nhanh để tạo nên cấu trúc tinh thể đặc trưng cho hầu hết các chất rắn khác.

Gorilla Glass và Fusion5 đều được coi là “thủy tinh khó chảy” với điểm nóng chảy cao hơn nhiều (Fusion5 là 1.650 độ C, so với con số 1.000 độ của thủy tinh soda-vôi).

Bên cạnh đó, điểm đặc biệt nhất của Fusion5 là tính chất hóa học khiến các phân tử đặc lại và trở nên cứng hơn khi chịu lực tác động. Nếu không có đặc tính này hoặc cấu trúc tinh thể cứng, phân tử trong hầu hết các loại thủy tinh tách rời nhau, sau đó nứt hoặc vỡ vụn khi xảy ra va chạm.

Điểm nóng chảy cao cũng giúp hệ số giãn nở nhiệt của Fusion5 chỉ bằng một nửa so với kính thông thường, từ đó giảm nguy cơ kính bị sốc nhiệt hơn, giả sử trong trường hợp rã đông kính đóng băng bằng nước sôi. Nhìn chung, Fusion5 có khả năng chống trầy xước cao gấp 5 lần, chống chịu tác động của vật nhọn gấp 4 lần và khả năng chống sốc nhiệt gấp 2 lần so với kính soda-vôi.

Thêm vào đó, loại kính này có khối lượng riêng thấp hơn khoảng 10% so với kính soda-vôi (và thậm chí nhẹ hơn khoảng 7% so với Gorilla Glass), giờ đây kính xe hơi sẽ mỏng hơn nhưng đồng thời bền hơn và giảm khối lượng, từ đó hiệu suất tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động của xe được cải thiện đáng kể.

Độ rõ quang học là một ưu điểm lớn khác của Fusion5. Hầu hết kính ô tô thông thường đều bắt đầu bằng việc thủy tinh nóng chảy được thả nổi và làm nguội trên một bề mặt đặt nằm ngang, nhưng Fusion5 được hình thành bằng cách đổ tràn qua hai mặt của phễu, hàn mép dưới nhọn của phễu và làm nguội theo chiều dọc. Quá trình này tạo ra các bề mặt trước và sau cực kỳ mịn và độ dày đặc biệt đồng đều.

Kính trước hoặc sau của xe có thể gặp hiện tượng biến dạng tầm nhìn ở một số vị trí. Điều đó gây khó chịu cho người điều khiển, làm suy yếu cảm biến lidar hoặc máy ảnh. Khi các nhà thiết kế tăng độ nghiêng của kính chắn gió về phía sau để cải thiện tính khí động học, độ tinh khiết quang học càng trở nên quan trọng.

Trên khía cạnh này, Fusion5 hoàn toàn không có đối thủ khi độ biến dạng quang học thấp hơn tới 50% so với kính soda-vôi. Hơn nữa, độ trong suốt cũng được duy trì lâu hơn nhờ khả năng chống chịu thời tiết tốt.

Thủy tinh borosilicate không phải là phát minh mới, nhưng các công thức hóa học trước đây có “điểm làm mềm” cao hơn rất nhiều. Khái niệm này mô tả nhiệt độ mà tại đó, một tấm kính phẳng có thể được “làm chảy dẻo” và đưa vào khuôn để tạo ra hình dạng cuối cùng. Corning đã hạ nhiệt độ này xuống mức các thiết bị sản xuất hiện tại có thể tạo ra được.

Ngoài ra, một ưu điểm nữa đối với quá trình sản xuất của Fusion5 là do đặc tính chịu nhiệt vượt trội, ứng suất biên vốn có thể làm vỡ kính sau khi được tạo hình giảm đi, từ đó tạo ra ít mảnh kính vụn phế liệu hơn

Fusion5 có thể kẹp tất cả các vật liệu lớp bên trong hiện nay để tạo thành kính an toàn, kính cách âm hoặc màn hình hiển thị trên kính lái (HUD hoạt động tốt hơn nhờ chất lượng quang học vượt trội).

Mức giá thực tế của loại thủy tinh borosilicate này cao hơn một chút so với thủy tinh soda-vôi tại thời điểm sản xuất. Tuy nhiên, chi phí này được bù đắp một phần nhờ tỷ lệ phế liệu sản xuất giảm đáng kể và khả năng tiết kiệm chi phí trong quá trình sử dụng do ít hư hỏng thường xuyên là rất lớn, bên cạnh chi phí hiệu chỉnh cảm biến ADAS đối với kính mới.

Fusion5 sẽ bắt đầu đi vảo sản xuất từ quý II năm nay và những mẫu xe đầu tiên được trang bị loại kính này đã đi vào lắp ráp (dù thông tin chi tiết về những dòng xe này hiện chưa được hé lộ). Corning Fusion5 được kỳ vọng sẽ thay thế toàn bộ các loại kính làm từ thủy tinh soda-vôi trên các mẫu xe ngày nay trong tương lai không xa.