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Um novo conceito para sensores de radar de veículos autônomos com gerenciamento térmico integrado

Produto é resultado da combinação de plásticos termicamente condutores com elementos de refrigeração metálicos, em tecnologia híbrida.

A LANXESS, um dos principais fornecedores de polímeros termoplásticos de alto desempenho, considera-se um parceiro de desenvolvimento da New Mobility – uso de tecnologias e inovações para o desenvolvimento do futuro da mobilidade.

O grupo de especialidades químicas desenvolveu um novo conceito para sensores de radar com gerenciamento térmico integrado que beneficiará a condução para veículos autônomos. Embora ainda haja um longo caminho a percorrer, os sistemas de assistência ao motorista estão cada vez mais definidos para se tornarem uma característica chave das futuras gerações de carros.

O monitoramento de 360 ​​graus dos arredores do veículo é habilitado – entre outras coisas – por ondas de radar. Os sensores de radar são um componente essencial para, por exemplo, o controle de distância, o monitoramento de mudança de faixa, a prevenção de colisão e sistemas de monitoramento de pontos cegos.

Para serem eficientes, estes tipos de sensores devem ser à prova de poeira e água e, portanto, são projetados como sistemas totalmente fechados. Contudo, isso dificulta que o calor seja efetivamente dissipado de dentro do dispositivo, o que, por sua vez, pode prejudicar o desempenho da parte eletrônica e a durabilidade dos sensores.

“É por isso que desenvolvemos um conceito que permite que o calor seja dissipado por meio de plásticos termicamente condutores, em combinação com elementos de refrigeração metálicos”, diz Gregor Jaschkewitz, desenvolvedor de aplicações na unidade de negócios High Performance Materials (HPM) da LANXESS.

“Os componentes individuais do sensor são montados usando snap fits integrados e rebites quentes, um processo que é muito menos caro e demorado do que o uso de parafusos”, pontua o especialista.

Poucos componentes – Este novo conceito da LANXESS para o sensor de radar envolve os seguintes componentes individuais: uma tampa frontal (“radome”), absorvedor de radar, PCB – incluindo antenas – e tampa traseira com um elemento de resfriamento integrado.

O radome está voltado para o lado oposto ao do veículo e deve ser feito de um plástico que ofereça um alto grau de transmissão para as ondas do radar. Por isso, o Polibutileno de Tereftalato (PBT) é um material bem adequado para essa aplicação porque possui uma constante dielétrica baixa (Dk) e fator de perda (Df).

Integração funcional graças à tecnologia híbrida – A capa traseira do sensor é a parte mais complexa de toda a montagem. É fabricada na técnica de composto plástico-metal (híbrido) com poliamida 6 e um elemento metálico de refrigeração.

Isso permite que os engenheiros aproveitem a enorme liberdade de design oferecida pelo processo de moldagem por injeção, integrado recursos como reforço e nervuras de resfriamento, bem como ranhuras para conectores e fixação de cabos com alívio de tensão. Além disso, a superfície do elemento de resfriamento metálico pode ser sobre moldada com áreas finas de plástico.

“O calor gerado nos componentes eletrônicos do PCB pode ser dissipado de forma eficiente de toda a montagem por meio dessas áreas de plástico. Esse efeito é suportado pela poliamida 6 termicamente condutora de nossa linha de produtos Durethan BTC como material de moldagem por injeção”, diz Jaschkewitz. A poliamida 6 também é extremamente resistente e dúctil.

Outro benefício do design híbrido é que o elemento metálico de resfriamento protege os componentes eletrônicos, localizados dentro do sensor, contra a radiação eletromagnética, o que significa que seu funcionamento não é prejudicado pela radiação externa.

O conjunto pode ser vedado com anéis de vedação O-rings, criados em um processo de moldagem por injeção de dois componentes.

Mistura de materiais sob medida – Na maioria dos conceitos de sensores de radar de plástico, o radome e a tampa traseira sempre foram tradicionalmente feitos de termoplásticos, que podem ser soldados uns aos outros para criar um conjunto totalmente fechado.

Isso geralmente significava que os mesmos plásticos tinham de ser usados ​​para unir os dois componentes. “Nossa abordagem, no entanto, impõe menos restrições à escolha de materiais e torna mais fácil o uso de compostos feitos sob medida”, diz Jaschkewitz.

Projeto de um sensor de radar de acordo com o conceito LANXESS. Os componentes individuais do sensor são montados usando encaixes de pressão integrados e rebites quentes.

Novidade criada com apoio de um parceiro de desenvolvimento global – A LANXESS acredita que os sensores para sistemas de assistência ao motorista oferecerão uma grande variedade de oportunidades para suas poliamidas Durethan e poliésteres Pocan.

“Queremos nos beneficiar do enorme potencial de crescimento neste segmento de aplicativos e avançar na inovação tecnológica com nossas próprias ideias – como o conceito de sensores de radar”, diz o Dr. Christopher Hoefs, especialista em desenvolvimento de aplicações globais de High Performance Materials (HPM) da LANXESS.

Como outro exemplo dessas oportunidades, a unidade de negócios da empresa também revelou recentemente um conceito para o design modular de conexões de carregamento para veículos elétricos.

A High Performance Materials (HPM) da LANXESS reuniu seu amplo conhecimento em materiais, aplicações, processos e desenvolvimento de tecnologia sob a marca HiAnt, a fim de apoiar parceiros e clientes em projetos.

Hoefs enfatiza: “Estamos apoiando nossos parceiros em todos os estágios de desenvolvimento de aplicativos – desde o projeto de conceito, otimização de material e simulação mecânica e reológica até o teste de componentes e o início da produção em série”.

Redação Mecânica Online®https://www.mecanicaonline.com.br
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