Как делают пуленепробиваемое стекло? Интересует технология производства пуленепробиваемых стекол!
История пуленепробиваемого стекла началась в 1910 году, когда французский ученый Эдуард Бенедиктус изобрел способ производства особо прочного стекла путем помещения специальной целлулоидной пленки между двух стеклянных листов. Такое стекло, сейчас известное как ламинированное, Бенедиктус запатентовал под названием «триплекс».Впрочем, не надейтесь отсидеться за пуленепробиваемыми стеклами во время серьезного обстрела. Абсолютной брони, защищающей от всего огнестрельного, просто не существует, тем более брони из стекла…
Триплекс – самое надежное и безопасное стекло. За столетие, прошедшее с момента, когда француз сделал свое эпохальное изобретение, стекольная промышленность ушла далеко вперед, и сейчас технология изготовления триплекса примерно следующая. Два листа закаленного стекла склеиваются друг с другом по всей поверхности полимерной пленкой или ламинирующей жидкостью.(Кстати,сама работала в НПП "Макромер" на производстве такой жидкости - действительно Gin прав, это"Акролат" : http://www.macromer.ru/him.shtml?base=5&...) Причем листы могут быть из стекла как одного, так и разных типов, могут быть прямыми или гнутыми (форму им придают до склейки). Само ламинирование – достаточно сложный процесс, оно выполняется на автоматизированной линии в несколько этапов. На последнем этапе листы стекла попадают в автоклав, где при высокой температуре пленка полимеризуется и, как клей, соединяет стекло. В результате прочность обычного триплекса на удар в 10–15 раз превышает прочность обычного листового стекла. Если же триплекс все-таки удается разбить или пробить пулей, осколки не брызнут во все стороны – они повиснут на промежуточной пленке, не причинив вреда. Смотрится такое многослойное стекло как монолит.
Впрочем, полимерной пленкой можно склеить не два стекла, а больше. Но трехслойный триплекс пока считается оптимальным вариантом – дальнейшее добавление слоев значительно удорожает продукт, хотя, конечно, защитные свойства тоже возрастают. Но по большому счету использовать многослойные триплексы имеет смысл только там, где существует серьезная угроза для жизни людей или для материальных и музейных ценностей.
Но безопасность может обеспечиваться не только применением триплекса. Существует и альтернативный способ упрочнения и защиты стекол в зданиях стеклянных конструкциях – наклеивание на обычное качественное стекло оконных пленок.
Профессиональные оконные пленки (например, пленки Courtaulds Performance Films производства США), будучи наклеены на стекло, позволяют избежать опасности поражения осколками. Стекло, укрепленное такой пленкой, успешно выдерживает даже ударную взрывную волну – а если и будет повреждено, то останется в раме или выпадет целым куском, не разлетевшись на острые осколки.
ВВС США испытывают новый прозрачный материал, который может вскоре заменить пуленепробиваемое стекло в военных транспортных средствах. Оксинитрид алюминия (ALON) – прозрачный материал, по оптическим и структурным характеристикам сходный с сапфиром. Он очень прочен и намного легче обычного пуленепробиваемого стекла.
Лобовое стекло, состоявшее из трех слоев (ALON, стекло, опять ALON), при испытаниях успешно выдержало, например, обстрел бронебойными патронами из снайперской винтовки М-44. Обычное пуленепробиваемое стекло должно быть в несколько раз толще, лобовое стекло с ALON, чтобы выдержать аналогичную нагрузку.
Несложно представить линию фронта, будучи даже в условиях современного «цивилизованного» мира. Опасных зон, где приходится уклоняться от пуль, существует в этом мире немало. В таких условиях требуется специальная помощь, которую современные технологии готовы предложить. Однако не только от пули снайпера может потребоваться защита, но также в иных случаях, когда становится актуальной необходимость рассеивать энергию движения. В любом случае, идея пуленепробиваемого стекла видится вполне подходящей. Поэтому рассмотрим (на всякий «пожарный»), что представляет собой пуленепробиваемое , как производится и другие моменты.
Каждому когда-то приходилось ловить быстро летящий в воздухе мяч. Хитрость этого простого способа гашения энергии заключается в том, когда по вектору движения летящего объекта рука смещается, мягко останавливая летящий мяч.
Тем самым уменьшается сила препятствия (руки). В результате удар мячом воспринимается совершенно безболезненно. Выражаясь научным языком — сила мяча, воздействующая на ладонь руки, равна моменту скорости движения.
Проход пули сквозь обычное стекло неизбежно сопровождается разрушением последнего. Причём пуля не утрачивает никакой энергии движения в этом случае сопротивления
Однако в отличие от ладони руки, кусок стекла не обладает свойствами синхронного перемещения. Если произвести выстрел из огнестрельного оружия по куску , становится очевидным, что этот предмет не в состоянии сгибаться и поглощать энергию.
В итоге стекло попросту разрушается, а пуля преодолевает препятствие практически без потери импульса. Вот почему обычное стекло не способно защищать от пуль, и в таких случаях, требуется пуленепробиваемая конструкция, более эффективная в плане поглощения энергии движения.
Принцип действия пуленепробиваемого стекла
Обычное и пуленепробиваемое стекло – это два совершенно разных предмета. Во всяком случае, отличается одна конструкция от другой кардинально. Между тем пуленепробиваемое стекло не является полностью пуленепробиваемой конструкцией. Ограничения, конечно же, существуют, так как существует различное по силе отдачи огнестрельное оружие.
Примерно такой выглядит структура усиленного стекла, которая уже трудно поддаётся разрушению пулям достаточно большого калибра, выпущенным из огнестрельного оружия высокой мощности
Пуленепробиваемое стекло составляется из нескольких слоёв прочного прозрачного материала с «прослойками», изготовленными на основе различных видов пластиков. Некоторые конструкции пуленепробиваемых стекол содержат последний внутренний слой, сделанный из поликарбоната (жёсткий тип пластика) или пластиковой плёнки.
Этим слоем предотвращается эффект «откола» (когда осколки стекла или пластика откалываются от удара пули). Такой «сэндвич» слоёв называется ламинатом. Своеобразный пуленепробиваемый ламинат на порядок толще обычного стекла, но при этом имеет относительно небольшой вес.
Энергопоглощающее свойство конструкции
Когда пуля поражает пуленепробиваемое стекло, ударная на существующие слои. Поскольку энергия распределяется между различными слоями пуленепробиваемого стекла и пластика прослоек, распространение силы происходит на большой площади, что сопровождается быстрым поглощением энергии.
Эффект на пуленепробиваемом стекле самой простой конфигурации, полученный от удара пули, выпущенной из пистолета с малого расстояния. Как видно на картинке, структура получила повреждения, но не разрушилась и не пропустила пулю
Движение пули замедляется до такого уровня энергии, когда силы преодолеть преграду полностью утрачиваются и не способны нанести значительный урон. Пуленепробиваемые стеклянные панели, конечно же, повреждаются, но пластиковые слои не позволяют разрушаться панелям на мелкие осколки. Поэтому пуленепробиваемое стекло следует рассматривать, скорее, как энерго-поглощающий объект, чтобы ясно понимать действие этого защитного устройства.
Как изготавливается пуленепробиваемое стекло?
Традиционное исполнение пуленепробиваемого стекла, как уже отмечалось, представлено чередующимися стеклянными панелями (толщина 3–10 мм) и пластиком. При этом пластик присутствует в виде тонкой плёнки (толщина 1-3 мм), изготовленной на основе поливинилбутираля (ПВБ). Современные прочные виды пуленепробиваемого стекла представляют подобного рода «сэндвич», содержащий:
- акриловое стекло,
- ионопластичный полимер (например, SentryGlas),
- этиленвинилацетат или поликарбонат.
При этом толстые слои стекла и пластика разделены более тонкими плёнками из различных пластичных материалов, подобных поливинлбутиролю или полиуретану.
Структура трёхслойной конструкции из ряда первых изделий: 1, 2 – обычное стекло; 3 – поливинилацетатная смола, смешанная с пластификатором поликарбонат гликоля
Для того чтобы изготовить простое пуленепробиваемое стекло на основе ПВБ, тонкую плёнку ПВБ помещают между более толстым стеклом, формируя таким способом ламинат. Сформированный ламинат нагревается и сжимается до момента начала плавления пластика, благодаря чему со стеклянной панелью.
Как правило, этот процесс выполняется в условиях вакуума, чтобы предотвратить попадание воздуха между слоями. Проникновение воздуха внутрь прослойки способствует ослаблению конструкции ламината, оказывает влияние на оптические свойства (искажает проходящий свет).
Затем устройство помещается в автоклав и доводится до полной готовности в условиях более высокой температуры (150°C) и давления (13-15 АТИ). Основная сложность этого процесса заключается в обеспечении правильного слипания слоёв пластика и стекла. Необходимо убрать воздух из пространства между слоями, исключить возможную деформацию пластика от перегрева и превышения давления.
Где используется пуленепробиваемое стекло?
Продукт изготавливается многообразием форм и размеров, что позволяет обеспечить различные уровни защиты применительно к чрезвычайным ситуациям. Чаще всего использование пуленепробиваемых стекол видится характерным явлением в банковской сфере.
Кассовые помещения обычно комплектуются пуленепробиваемыми , а также применяются пуленепробиваемые ящики обмена документами и деньгами.
Защита банковских касс многослойной стеклянной структурой обеспечивает повышенный уровень безопасности. Это одна из тех сфер, где пуленепробиваемые конструкции используются достаточно часто
Качество защиты зависит от толщины изделия. Чем толще стекло (чем больше слоёв), тем лучше обеспечивается поглощение энергии, соответственно, возрастает уровень защиты. Базовое пуленепробиваемое стекло имеет толщину 30-40 мм, но при необходимости этот параметр допустимо увеличить вдвое.
Единственная проблема — увеличение толщины пуленепробиваемого стекла неизбежно приводит к увеличению веса. Возможно, это незначительная проблема для оснащения кассы банка, но становится существенной проблемой, к примеру, в случае производства пуленепробиваемого остекления .
Увеличение толщины пуленепробиваемого стекла также приводит к снижению фактора прозрачности, поскольку свет «приглушается» дополнительными слоями конструкции. Иногда такая конструкция создаёт дополнительные сложности, например, в машине, когда пуленепробиваемое стекло ухудшает водителю обзорную видимость.
В вопросе организации безопасности, будь то специальный автомобиль или помещение кассы в банке, специальное пуленепробиваемое стекло играет немаловажную роль. Ведь от его стойкости к агрессивному воздействию, в том числе огнестрельного оружия, порой зависят жизни людей. Но не все стекла, являясь защитными, можно назвать пуленепробиваемыми.
Дабы не привлекать излишнего внимания к таким стеклам и не акцентировать внимание окружающих на его повышенной прочности, внешний вид защитных стекол ничем не должен отличаться от обычных. Свои исключительные свойства оно должно продемонстрировать лишь в случае непосредственного воздействия на него: не дав пуле, выпущенной из оружия, пробить его насквозь.
СОЗДАНИЕ ЗАЩИТНЫХ СТЕКОЛ
Мысль о создании защитного стекла, обладающим сверхпрочными свойствами, родилась в голове француза Эдуарда Бенедиктуса еще в 1910 году прошлого века. Во время экспериментов, он размещал различное количество листов специальной пленки из целлюлозы между двумя обычными стеклами. Это в значительной мере добавляло многослойной конструкции прочность. Свое изделие он назвал «Триплекс», а его метод производства пуленепробиваемого стекла в настоящее время называется «ламинированием».
Несмотря на то, что первые свои конструкции стойких стекол французский изобретатель делал в основном вручную, то сегодня технологию производства сложно представить без использования современного высокоточного оборудования и сложных полимерных материалов.
ВИДЫ ЗАЩИТНЫХ СТЕКОЛ
В зависимости от предназначения, защитные стекла изготавливают различной толщины, от семи миллиметров до семидесяти пяти. По сути, толщина готового изделия и определяет класс его прочности. Типичная технология изготовления подобных изделий заключается в использовании обычных листовых стекол, между которыми заливают слои жидкого поликарбоната - прочный вид пластмассы. Пуля, выпущенная в такое стекло, поэтапно, слой за слоем проходя через многочисленные слои, попросту теряет свою энергию и, в конечном итоге, останавливается.
Различают и некоторые модификации защитных стекол. Так, например, в некоторых специальных автомобилях широко используют односторонне защитное стекло . В него интегрирован специальный полимер, благодаря которому конструкция выдерживает агрессивное воздействие исключительно с одной стороны, с внешней. Это позволяет людям, на которых совершена атака с улицы, произвести ответный огонь из своего оружия, не выходя при этом из автомобиля. При этом современная аппаратура без труда позволяет принять стеклу нужную форму и изгибы, для установки в штатный проем автомобиля.
Весьма дорогостоящим и сложным с точки зрения технологии изготовления является производство ламинированных защитных стекол. Подобные изделия со знаком качества изготавливают на высокоточном современном оборудовании с использованием станков с ЧПУ.
В заключении стоит отметить, что идеальных по своей прочности стекол попросту не бывает. Каждый класс стекла гарантированно спасает только от определенного порога воздействия. И в любом случае найдется превентивная сила, способная разрушить даже самый качественное и стойкое пуленепробиваемое стекло.
Пуленепробиваемое стекло имеет многослойную структуру. Оно состоит из специальных стеклянных листов и находящейся между ними полимерной пленки. Количество слоев варьируется в зависимости от класса защиты изделия.
Пуленепробиваемое стекло: область применения
Монтаж таких конструкций оправдан в тех местах, для которых существует реальная угроза вооруженного нападения. Установка специальных пуленепробиваемых кабин и окон осуществляется в банковских учреждениях, обменных пунктах, залах суда, на охранных постах, в ювелирных магазинах и прочее. Часто такими конструкциями оборудуются подъезды к охраняемым объектам. Специальные пулестойкие окна можно увидеть в транспортных средствах, которые имеют бронезащиту.
Какие преимущества имеет такое стекло?
Изделие отличается устойчивостью к ударам и другим механическим повреждениям.
.
Использование специального пулестойкого стекла позволяет свести к минимуму риск пораниться осколками. Даже если оно разобьется, то не разлетится на мелкие части, которые обычно представляют наибольшую опасность.
.
Изделие предусматривает возможность тонировки. Эта особенность позволяет использовать пуленепробиваемое стекло еще и в качестве декоративного элемента.
.
Пулестойкое стекло не меняет своих качественных характеристик в условиях повышенной влажности, резких температурных перепадов и других негативных внешних факторов. Оно сохраняет свои свойства и первозданный внешний вид в течение всего эксплуатационного срока.
Пуленепробиваемое стекло выглядит совершенно обычным образом, но оно не разбивается при ударе, а если в него выстрелить, то пуля такое стекло не пробьет, она застрянет в нем. Изготовить пуленепробиваемое стекло самостоятельно невозможно, так как это сложный промышленный процесс, но узнать о том, как он происходит, очень интересно.
Изобретение пуленепробиваемого стекла
Идея о том, что можно укрепить стекло, сделав его пуленепробиваемым, пришла в голову французскому ученому Эдуарду Бенедиктусу в 1910 году. Он придумал поместить между двумя листами стекла целлулоидную пленку, что заметно усилило прочность получившегося изделия. Сегодня такой метод называется «ламинированием» стекла, а Бенедиктус в свое время назвал его «Триплекс».
В настоящее время используется та же самая технология, но она с тех пор значительно усовершенствовалась, а вместо целлулоида применяют различные виды полимеров. Иногда так даже склеивают гнутые стекла. Изгибают их до того, как соединить.
Изготовление пуленепробиваемого стекла сегодня
Пуленепробиваемые стекла бывают различной толщины, именно от этого зависит, остановит ли стекло в итоге пулю. Толщина таких стекол бывает от 7 мм до 75 мм. Сегодня наиболее часто для производства пуленепробиваемых стекол используется несколько слоев обычного, между которыми заливаются слои поликарбоната. Поликарбонат – это прозрачный пластик, и он довольно жесткий, хотя и слоистый. Когда пуля проникает в толщу такого стекла, последовательно расположенные слои поликарбоната поглощают ее энергию, и она останавливается.
В настоящее время изготавливают особую модификацию пуленепробиваемого стекла – одностороннюю. Используется специальный вид пластика, свойства которого различаются, в зависимости от того, в каком направлении с ним взаимодействовать. Одна сторона такого стекла останавливает пули, но если выстрелить с другой стороны стекла, то можно поразить противника. Это позволяет обеспечить тому, кто находится за стеклом, возможность ответить на нападение. Поверхность стекла при этом изгибается, не разрушаясь.
Ламинирование стекла
Ламинирование стекла (нанесение на него пластиковой пленки) – очень сложный с технической точки зрения процесс. Делают его на автоматизированном оборудовании, в несколько этапов. Последний этап проходит при высокой температуре, пластиковая пленка полимеризуется и приобретает примерно такие же свойства, как и канцелярский клей. Именно в это время стекла окончательно соединяются.
Хотя пуленепробиваемое стекло очень прочное, все же не бывает идеально крепких стекол. Прочность триплекса на удар превышает прочность обычного листового стекла примерно в 15 раз. Но даже если разрушить такой лист, то осколки останутся на пленке, а не разлетятся во все стороны, нанося травмы людям.
Для производства идеальным считается трехслойное пуленепробиваемое стекло. Причина в том, что с каждым новым слоем возрастают не только защитные свойства, но и стоимость производства стекла. Многослойные стекла используют в крайних случаях, где существует серьезная угроза для жизни людей или в музеях для охраны очень дорогих экспонатов.
Ничто не вечно, а тем более такая уязвимая часть машины, как ветровое стекло. Потребность в его замене возникает часто, а средства на это появляются не с таким постоянством, поэтому удобный способ изготовления ветрового стекла пригодится любому автолюбителю.
Вам понадобится
- - оргстекло 1,5 х 1,05 метра (на восемь ветровых стёкол);
- - бумага по размеру ветрового стекла;
- - карандаш;
- - ножницы;
- - лобзик;
- - таз с крышкой;
- - вода;
- - веревки.
Инструкция
Купите кусок органического стекла на строительном рынке или в специализированном магазине. Площадь подбирайте побольше, примерно 1,5 х 1 метра. По площади такого стекла хватает на 8 ветровых стекол. Таким образом, эта единственная затрата позволит вам сэкономить около 140$ в сравнении с заказом нового стекла для машины.
Достаньте родное ветровое стекло. Возьмите бумагу и сделайте выкройку, точно соответствующую размерам стекла. Теперь перенесите выкройку на купленное оргстекло и выпилите нужный кусок. При помощи лобзика это делается за 15 минут в умелых руках.
Поставьте кипятиться на плите воду в большом тазу. Удерживайте стекло за одну из сторон и окунайте в таз, когда вода в нем закипит. Чтобы правильно сделать ветровое стекло, подержите его в кипящей воде в течение минуты. Затем сделайте прогиб, насколько это позволит купленное оргстекло. Выдержите прогнутый кусок в воде в течение 30 секунд, а затем извлеките, контролируя сохранность прогиба. Если желаемый угол прогиба не достигнут, не расстраивайтесь, немного прямое стекло производит впечатление «туристического тюнинга».
Повторяйте эти действия со всем стеклом, поочередно окуная в кипящую воду разные части ветрового стекла. Если вода будет недостаточно подогрета, возможно появление едва заметных трещинок в стекле. Однако с учетом толщины стекла и размеров трещинок, можете быть спокойны, этот недочет не будет заметен.
Стяните веревками изготавливаемое ветровое стекло. Это позволит вам не держать его, а безопасно варить в воде в течение 5-6 минут. Для большего эффекта закройте таз крышкой. Неточности размера в связи с воздействием температуры и физической силы исправьте, подпилив стекло по краям. Натяните резинку на грани ветрового стекла. Сделанное ветровое стекло около 4 мм толщиной, новое и без царапин без сомнения порадует ваш глаз и кошелек, вставьте его в машину и наслаждайтесь поездкой.
Обратите внимание
Делайте выкройку из бумаги максимально точно по размерам родного ветрового стекла, иначе результат может быть хуже. Если вы недостаточно нагреете воду, возможно появление на стекле малозаметных трещинок, что сглаживается за счет толщины стекла.
Найдите таз побольше размером, чтобы максимально удобно окунать стекло.
