Глаза нужны не только для вождения. Они участвуют в любом нашем действии, А при покупке автомашины они наш самый главный советчик: 90 % всей нашей информации об окружающем мире мы воспринимаем  посредством  зрения.

Поэтому путешественник по времени, который из семидесятых годов переместился бы в современный автомагазин, не поверил бы своим глазам. На месте серых интерьеров прошлых десятилетий в последнее время появились настоящие океаны красок.

Практически не найдется автомобиля высшего класса, который бы обходился без цветовых нюансов, в совершенстве гармонирующих между собой, благодаря   которым   боковые стенки, сиденье и приборная панель кажутся монолитными, У этой красоты есть, конечно, свой смысл. «Именно потому, что  визуальные  впечатления явно доминируют в чувственных восприятиях, они имеют решающее   значение   в первые   мгновения   при   выборе товара. В этой связи краски играют  существенную  роль», подчеркивали в своем докладе Карстен Штарке (Ford) и Арндт Гловински, управляющий фирмы ColorAlXperts в г.Аахен (Германия), на симпозиуме «Пластмассы в автомобилестроении» в г. Мангейме (Германия).

Это развитие ставит перед автомобилестроителями неожиданные задачи - и именно там, где пластмассы демонстрируют свои  сильные стороны: в разнообразии   свойств   своей поверхности.   Тот,   кому  уже приходилось удивляться, что напечатанные    фотографии выглядят совсем не так, как на экране, испытал это на себе. Цветовое   впечатление, вставляемое деталью, зависит не только от состояния смотрящего, но и от падения света и отражательной  способности предмета. Блеск - это всего лишь один из параметров. То, насколько глубоко луч света проникает под поверхность, может повлиять на цветовое впечатление точно так же, как и игра теней от неровностей поверхности. Деталь класса А производит совершенно иное впечатление, чем матовая обивка сидения, хотя установленный фотометр в принципе показывает тот же цвет.

Дело в том, что измерительные приборы, которые могут точно замерить цвет отраженного света по длине волны, не лишены слабостей. Для изде¬лий из ткани измерительная головка часто слишком тонка, различные измерения одного и того  же  образца кожевенного изделия с прожилками каждый раз показывают несколько отличающиеся ре¬зультаты, потому что выводится средняя величина участков с различной структурой. На это накладывается пресловутый эффект метамерии, основанный на различной отражательной способности разных поверхностей. Желтый кожаный шаровой наконечник переключения передач и крышка подушки безопасности, которые при дневном свете выглядят одинаково, вечером могут отличаться по цвету как апельсин и лимон.

Во времена более серых красок инженеры с этой проблемой справлялись довольно успешно - на то имелось достаточно опыта.

Сегодня же его не хвтает: «Быстрая перестройка на новые тренды затрудняет использование накопленного опыта», - считают Штарке и Гловински. Результат - пространные, дорогостоящие дискуссии между дизайнерами, инженерами и поставщиками о красках и о том, как их следует понимать. Не получается ли так, что именно разнообразие пластмасс угрожает раз рушить циклы разработки в автомобильной отрасли?

Цифровой прототип экономит время

Да нет же! Сходные проблемы существовали и в других областях - и были давно решены. Например, в каталогах торговых посылочных фирм. Здесь необходимо, чтобы одежда на напечатанных фотографиях выглядела точно так же, как потом в посылке, причем независимо от того, при каком свете проходила фотосессия на Мальдивских островах, какой „оттенок" придал краскам чип камеры и какие краски использовали в типографии. Решение было найдено: образцы материалов соответствующих цветов теперь сохраняются в цифровом виде на центральном сервере. В любой момент они могут быть востребованы, так что типографы знают, как должна выглядеть на фотографии красивая блузка. Преимущество: 50-процентный выигрыш во времени при цветной ретуши и никаких проблем с выцветающими образцами.

Можно ли создать нечто похожее для процессов дизайнерской работы, разработки и изготовления в автомобильной отрасли - эту возможность решили исследовать Штарке и Гловински в рамках совместного проекта фирм Ford, ColorAIXperts и RWTH Aachen. Основным звеном идеи является прибор, который улавливает цветовое воздействие дизайнерских образцов чрезвычайно хитроумным способом. Для этого используется многоспектральный сканер, который зондирует цветные предметы с освещением под углом 45° через 16 спектральных фильтров посредством монохромной CCD камеры, причем при нескольких видах света, чтобы выявить эффекты метамерии. При этом формируется набор данных, с правильностью  цветовоспроизведения которого не могут тягаться даже кадры, снятые в Cinemascope. «На основе замеренного спектрального распределения отраженной световой энергии можно рассчитать спектр отражения каждого отдельного пикселя сканируемого предмета, - отмечают Щтарке и Гловински. - При этом одновременно регистрируются цветовые характеристики и структура. Такой набор данных измерений представляет собой колориметрический цифровой прототип его физического образца».

Тем самым спор об истинном цвете ставится, наконец, на солидное основание. При сравнении двух проб па одном - не обязательно     калиброванном - экране можно конкретно обозначить различия и даже подкрепить их цифрами. Более того, дискуссию о подборе цвета краски теперь можно даже автоматизировать. Для эффектных лаков уровень соответствия результатов цифрового визуального сравнения с эталоном с результатами обычного, длительного осмотра в кабинах для сравнения с эталоном уже составил 82 %. «Благодаря отображаемому оптически, бесконтактному измерению передача данных между поставщиком и изготовителем может быть сокращена», - подводят итог Штарке и Гловински.

Задействованы все органы чувств

Он должен быть шикарным - автомобиль нашей мечты. Но автосалоны были бы скучны, если бы речь шла только о внешнем виде. Кто в этом разбирается, знает, что и звук двигателя, мягкость кожи с ее естественным свежим запахом и даже сочный щелчок, с которым переводится выключатель заднего противотуманно-10 фонаря, невольно вызывает у покупателя чувство качества, что может стать определяющим для принятия решения о покупке. Однако возникает угроза конфликта поставленных целей: с одной стороны, пластмассы открывают широкие возможности для драматических дизайнеровских решений, которых невозможно достичь с помощью других материалов - с другой стороны, их при¬рода не обязательно должна быть на виду. Если пластмасса становится «пластиком», то удовольствие пропадает.

Проблема: инженерам часто не хватает терминов, которы¬ми можно было бы описать слышимые и обоняемые, осязаемые и видимые качественные различия их продукции, не говоря уже об их цифровом выражении. Насколько менее «пластикоподобной» должна ощущаться поверхность, чтобы изготовитель был доволен? Что такое «сочный», если речь идет о сочном щелчке рычага сигнала поворота? Трудности, с которыми здесь приходится сталкиваться поставщику, подытожил представитель компании Ford Томас Рюбенах на автомобильном симпозиуме VDI в г.Мангейм. «На гладкой поверхности можно нащупать выступ   даже   высотой   0,06 микрометра или отдельную точку высотой 2 микрометра», - пишет он. Ухо работает 24 часа в сутки - и никто не может его отключить. Человек делает в день 23.000 вдоха. При этом каждый раз он получает обонятельную информацию - при помощи системы органов чувств, для которой при¬рода приготовила не менее одного процента человеческих генов, и которая по прямой линии связана с долговременной памятью. Поэтому то, что однажды странно пахло, довольно долго остается в памяти жирным минусом, как бы совершенно не был отбалансирован двигатель.

«Передача данных между изготовителями происходит, как правило, на основе технических заданий и профилей требований, - отмечает Рюбенах. - При этом для многих деталей, особенно в салоне автомобиля, отсутствуют объективные критерии, которые бы однозначно описывали требования к воспринимаемому качеству». Лишь при презентации первых прототипов между основным производителем и поставщиками возникают дискуссии об аспектах, которые нигде не были изложены. Как следствие необходимы дорогие доработки, многоступенчатые итеративные циклы ведут к ненужным расходам, что, в конце концов, ставит под угрозу соблюдение сроков.

Эталонный образец и робот качества

Пора что-то делать. По этой причине Ford Motor Company работает в своем исследовательском центре в г. Аахен (Германия) над разработкой методов измерения объективных параметрических значений материала и свойств. Тем самым должны быть обеспечены улучшенная передача данных, повышенное качество, меньшее количество итерационных циклов и в конечном итоге снижение затрат. Непростая задача: обычные методы измерений направлены на определение совершенно других параметров в лабораторных условиях. Значения удлинения при разрыве совершенно не предназначены для того, чтобы выяснить, воспринимает ли покупатель определенную поверхность как «приятно эластичную» или как «дешевую».

Между тем начало уже положено. Например, сравнительная оценка свойств материалов с помощью эталонных образцов, которые представляют поверхности различной степени шероховатости, упругости, твердости, клейкости и начальной жесткости. При этом   получают   не  физические данные, а сравнительные оценки. Это, однако, не означает, что открывается простор для субъективных суждений: «Если оценка проводится опытным коллективом экспертов, то данные вполне могут   быть   использованы   для объективных целей», - считает Рюбенах. Тогда просьба, пожалуйста, «более шерохо¬ватый» трансформируется в следующее высказывание: «такой же шероховатый, как этот образец».

Но совсем без измерений не обойтись. Какие контактные температуры считаются приятными, какие профили момента сил и вращения можно назвать «straight», а какие мягкими, как воск? Специалистов Форда интересуют все пи аспекты качества. Цель - надежно измерить как можно большее число параметров, которые влияют на воспринимаемое качество. В долговременной перспективе Форд даже    планирует   установить в тестируемую автомашину вместо сидения водителя мобильного шестиосного робота с сочлененной рукой, который бы проверял кабину водителя своими сенсорами. Пока же необходимо каким-то образом соотнести величины измерений с субъективными впечатлениями о качестве, например, путем анкетного опроса сотрудников. По плану результатом должна стать своего рода универсальная формула для дизайнеров.

Статистическая «функция качества» призвана обеспечить в будущем возможность определения на основании результатов различных тестов, удовлетворяет ли деталь покупателя или нет. Даже если используются новые, инновационные материалы, которых еще никто и никогда не держал в руках. Но к тому времени еще много воды утечет. Пока подтверждение тому, что изготовитель автомобиля нашел и определил правильные параметры и конечные величины, появляется с запозданием в несколько лет - при учете статистики продаж. До того времени мы еще зависим от субъективного ощущения одаренных дизайнеров.

Борьба с пылью

Поиски универсальной формулы качества займут еще много времени. Как же уже сейчас с небольшими затратами значительно повысить качество деталей интерьера, демонстрирует Пирко Кодьдиц из фирмы Clariant. Его предприятие задумалось над проблемой отложений пыли, которые за короткое время могут сделать непривлекательными прекрасные пластмассовые поверхности. Причина: электростатический заряд. То же явление, которое иногда может вызвать «удар током» при прикосновении к поверхности автомобиля, виновато и в том, что мелкие частицы «магически» притягиваются пластмассовыми поверхностями и портят им вид. «Следуя тренду к все более светлым краскам и богатым интерьерам, это состояние трудно скрыть», - говорит эксперт по маточным смесям.

Что же делать? Прежде всего, проанализировать проблему. Заряд пластмассы определяется не только электрическими свойствами. Например, полиамиды вбирают в себя влагу из воздуха, что делает их достаточно электропроводящими, чтобы предотвратить статические заряды, когда воздух не слишком сух, например, зимой. Более того, одни и те же материалы в разных условиях ведут себя по-разному, в зависимости от температуры, кристалличности или степени загрязнения. Проблема имеет большое количество решений. Например, мигрирующие антистатические присадки, микроскопические мыло-образные молекулы, которые вводятся в пластмассу и со временем выходят на поверхность, где они связывают воду. Однако данные вещества растворимы в воде, легко вытираются и вследствие своей летучести вызывают решительную критику экспертов по фоггингу.   Второй   метод добавка электропроводящих компаундов, типа сажи, металлических хлопьев или наиотрубок, которые, правда, не все годятся для салона автомобиля из-за своей собственной окраски. «Пробел между ними в последние годы был заполнен рассеивающими от природы полимерами (ЮР)», - отмечает Кольдитц. При этом речь идет о проводящих полимерах (на фирме Клариант: Cesa stat permanent), которые образуют в пластмассе трехмерную сетчатую структуру, отводя электрические заряды подобно громоотводу.

Не терять из виду всю  систему

Эти молекулы не мигрируют, не смываются, активны даже при истирании - и отводят заряды не только вдоль поверхности, но и через саму пластмассу. Кроме того, они нейтральны к краскам. Кто хотел бы видеть их в действии, тому следует взглянуть на жемчужно-серую или чисто-бежевую консоль крыши Турана (VW). «Благодаря целенаправлен¬ным адаптациям Cesa stat permanent была настроена на различные полимеры, и даже сложные геометрии удалось успешно получить литьем под давлением», - подчеркивает Кольдиц. Но при этом необходимо никогда не терять из виду всю систему. Отложения пыли на внутренней стороне выдвижных ящиков удалось, например, устранить лишь после того, как вставной мат из термопластичных эласто¬меров приобрел антистатические свойства.

Автор: д-р Штефан Альбус, независимый научный журналист, г. Херне (Германия)

www.polymery.ru