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【自动驾驶】塑料毫米波雷达车标工艺介绍

在5G通信的高速发展下,未来汽车将实现智能化和网联化,向自动驾驶的更高级形态发展。作为智能驾驶关键技术的高级驾驶辅助系统(ADAS),实现辅助驾驶和半自动驾驶的前提是基于各类传感器完成对车内外环境的感知。


感知模块主要产品有摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器。从成本以及天气方面的考量,摄像头+成像毫米波雷达被认为是当前具有发展前景的传感器。目前奔驰、特斯拉、宝马、丰田以及国内的吉利、小鹏、奇瑞等都在开发毫米波雷达技术。

           图片来自AI汽车人

           图 行易道科技展出的不同频段的雷达


从探测方位角度、信号强度以及集成、外观装饰方面综合考虑,毫米波雷达由于超强的穿透性,能够轻松地穿透保险杠上的塑料,而且体积小,易集成,车头正中的车标内侧处是目前安装的最佳选择。不过由于与车标的结合,让人很难从外观上发现。


在2015年雷克萨斯展出了新世代车款的Lexus Safety System+ 主动式安全防护系统(LSS+系统),其毫米波雷达就是安装在车标背面。

           图片图 搭载汽车毫米波雷达的雷克萨斯 来自汽车之家


而车标一直被称为是汽车品牌身份和产品形象的象征,在追求创新与个性化的趋势下,车标大部分采用的是亮光装饰模制件。既要满足探测毫米波雷达使用要求,电磁波穿透不影响探测,而且还需对外观装饰起到一定的美观效果,车标的设计安装可谓是一种考验。

           图片图 雷达波透过车标  来自丰田合成


车标结构


车标基材通常选用亚克力、ABS、PC等塑料材质制作,这些材质的车标产品在通过真空吸塑成型之后,在表面经过电镀镀上膜层使其具有金属颜色,从而起到表面装饰的效果。


毫米波雷达对于探测要求比较高,对金属元素比较敏感,普通车标的金属材料或表面电镀金属层,会使雷达发射的毫米波发生严重的衰减,或者不能来回通过车标,因此需要充分运用树脂的注塑和装饰技术,对其进行定制化设计。

           图 毫米波雷达工作示意 来自丰田合成官网


毫米波雷达车标要求


  • 具有良好的金属光泽,具备车标良好的标志作用;

  • 同时使雷达波毫米近乎无衰减;

  • 不受风沙雨雪和光等外界自然因素的影响,从而起到良好的保护作用;

  • 在使用性能上,具有良好的表面硬度、强度和耐腐蚀性能,使用寿命时间长。


毫米波雷达车标关键因素


传统的标识一般是施加了凸凹设计和金属镀层,毫米波雷达无法穿透。为了不影响雷达束的正常工作,又能体现车标的特性,加工厂家研发了具有金属光泽多层结构的表面镀层技术。

           图片图   毫米波雷达车标保护罩主要加工流程  来自湖州泰和 CN103956574B


有很多加工厂家采用真空金属蒸镀技术,研发了具有金属光泽多层结构的“铟薄膜”,代替金属电镀,然后用嵌入成型技术使薄膜与树脂一体化。例如荣理研工、太平洋工业、湖州泰和等厂家。下面来简单看看毫米波雷达车标实现的关键要素:


1. 涂料的选择


电波穿透涂料的开发,采用稀有的金属铟替代黄色铬镀层,可以再现与电镀同等金属光泽和设计的毫米波雷达对应标识。此外为了解决不同频段的毫米波雷达造成的散乱影响,以防止自动驾驶误动作为,关西涂料厂家还开发了薄膜型电波吸收体。

           图 关西涂料株式会社


2. 蒸镀加工


真空蒸镀金属薄膜是在真空条件下,将金属蒸镀在薄膜基材的表面而形成复合薄膜的一种新工艺。在保证不降低电镀设计性的同时,通过使用不受电波穿透性和静电容量变化影响的铟薄膜,实现了智能性和控制设计的兼容性。


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图 车载毫米波雷达对应的标识   来自丰田合成官网


通过蒸镀粒子完全不阻挡薄膜的海岛构造,可同时兼并电镀的控制设计、电波通透性、绝缘性。并且,在嵌入与制造工序中进行加工,可制成不劣于电镀反射的精美外观。


在成型技术方面,为防止薄膜成型时深拉伸部分没有破损或穿透等不合格情况,在嵌入构成、成型加热的加热或加压时需掌握好时机。此外,在嵌入修整时使用激光加工,努力制成精美外观与毫无不适感的触觉。

           图片图 金属蒸镀层的海岛构造  来自太平洋工业株式会社


3. 检测


每个雷达罩制造完成后,需要通过一个复杂而耗时的雷达系统、障碍测试验证,一般可用测试装置(例如RAS)测定电波衰减率保证其性能。


虽然真正的无人驾驶汽车还需等待时日,随着主动防护汽车驾驶安全的高级驾驶辅助系统(简称ADAS)逐渐成熟和普及,毫米波雷达技术的逐步突破,据行业预测,到 2020 年左右全球车载摄像头、毫米波雷达和夜视系统等市场都将进入快速成长期,毫米波雷达产业链将迎来新的发展机遇。

           图片图片国内毫米波雷达代表企业华域汽车在2019年上海车展展示的概念车,配置有毫米波雷达(正前方和左右两侧)



作为未来自动驾驶的重要趋势,为促进行业的交流与发展,艾邦建有汽车毫米波雷达产业交流群,欢迎奥迪、奔驰、宝马、丰田、海拉、博世、奥托立夫、大陆、德尔福、法雷奥、德赛西威、均胜电子、华域、宝理、SABIC等产业链上下游的朋友入群探讨,共谋进步。长按下面二维码申请加入。进群前请先转发本文哦。

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