A Lanxess – companhia fornecedora de polímeros termoplásticos de alto desempenho, sediada na Alemanha – desenvolveu um novo conceito para sensores de radar utilizados em veículos autônomos, como resultado da combinação de plásticos termicamente condutores com elementos de refrigeração metálicos. O novo produto, que não necessita de parafusos na montagem, possui ainda recursos para o gerenciamento térmico integrado, que beneficiará a condução desses carros no futuro.

 

Embora ainda haja um longo caminho a ser percorrido, 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 no entorno do veículo é habilitado, entre outras coisas, por radar (que utilizam ondas de rádio, ou seja, ondas eletromagnéticas para fazer a detecção de objetos). Nos veículos autônomos, os sensores de radar são um componente essencial para, por exemplo, o controle de distância, monitoramento de mudança de faixa, prevenção de colisão e sistemas de monitoramento de pontos cegos.

 

De acordo com a companhia, para serem eficientes, esses tipos de sensores devem ser à prova de poeira e água e, portanto, são projetados como sistemas totalmente fechados. Contudo, esse fator 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. Gregor Jaschkewitz, desenvolvedor de aplicações na unidade de negócios High Performance Materials (HPM) da Lanxess, destaca que “por isso desenvolvemos um conceito que permite que o calor seja dissipado por meio de plásticos termicamente condutores, em combinação com elementos de refrigeração metálicos. Os componentes individuais do sensor são montados usando snap fits (encaixes flexíveis de pressão) integrados e rebites quentes, um processo que é muito menos caro e demorado do que o uso de parafusos”.

 

Este novo conceito da empresa para o sensor de radar envolve os seguintes componentes individuais: uma tampa frontal (“radome”), absorvedor de radar (“RF-absorver”), placas de circuito (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 poli(tereftalato de butileno) (PBT) é um material adequado para essa aplicação porque, segundo a alemã, possui os índices ideias de constante dielétrica baixa (Dk) e fator de perda (Df) para a aplicação.

 

A capa traseira do sensor é a parte mais complexa de toda a montagem. É fabricada com um sistema híbrido composto por plástico/metal, com poliamida 6 (PA 6) e um elemento metálico de refrigeração. Isso permite que os engenheiros aproveitem a liberdade de design que o processo de moldagem por injeção proporciona, integrado a recursos como reforço e nervuras de resfriamento, bem como ranhuras para conectores e fixação de cabos com alívio de tensão. A PA 6 também é altamente 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.

 

Além disso, a superfície do elemento de resfriamento metálico pode ser sobremoldada 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 PA 6 termicamente condutora de nossa linha de produtos Durethan BTC, como material de moldagem por injeção”, completou o especialista.

 

Na maioria dos conceitos de sensores de radar de plástico, o radome e a tampa traseira são tradicionalmente feitos de termoplásticos, os quais 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”, concluiu Jaschkewitz.

 

(Foto: Lanxess)

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