Materiales Especializados Mejoran Fiabilidad y Eficiencia de ADAS

Ofrecer seguridad integral para pasajeros, ocupantes y peatones demanda que fabricantes y proveedores refinen continuamente el rendimiento y fiabilidad de tecnologías de conducción asistida. A medida que los vehículos acumulan más características de seguridad y electrónica a bordo, los ingenieros deben buscar materiales más ligeros y mayor flexibilidad de diseño. Los polímeros especializados de Sabic ofrecen opciones de reemplazo de metal ligeras, menores costes de sistema y mayor libertad de diseño —especialmente para ADAS basados en radar.

Las unidades de radar son una piedra angular del conjunto de sensores ADAS, sustentando características como control de crucero adaptativo (ACC), frenado de emergencia autónomo (AEB) y advertencia de colisión frontal (FCW). Estos sensores requieren materiales que proporcionen blindaje electromagnético (EMI) efectivo, eliminen diafonía e interferencia de radiofrecuencia (RFI), absorban reflexiones de radar, y conduzcan calor lejos de componentes críticos.

En una entrevista con EE Times, Martin Sas, científico líder de Sabic para el negocio Specialties, explicó cómo los materiales de Sabic impulsan el rendimiento ADAS: "Nuestros compuestos entregan blindaje EMI para circuitos, suprimen RFI, atenúan reflexiones de radar, ofrecen excelente conductividad térmica para disipación de calor, y presumen resistencia mecánica y química superior."

Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor

La seguridad automotriz de próxima generación depende de antenas, RFICs eficientes y circuitos compactos de baja pérdida. Los materiales que componen estos componentes son, por tanto, críticos para lograr el rendimiento deseado. La fabricación adecuada de estos circuitos demanda materiales de sustrato de alta calidad.

La unidad Specialties de Sabic se centra en dos familias principales de sensores radar: unidades compactas de bajo consumo para detección corto-medio alcance, y unidades de alto rendimiento que entregan datos precisos de alta resolución a distancias medio-largas.

Sas señala que cada tipo de sensor tiene necesidades de material distintas. Para radomos, Sabic ofrece compuestos de polibutileno tereftalato (PBT) reforzados con fibra de vidrio, resinas de poliéterimida (PEI), y paneles sándwich de espuma que combinan baja pérdida dieléctrica, mínima deformación, resistencia a alta temperatura y capacidad de soldadura láser.

"Absorbedores de radiofrecuencia como nuestra serie LNP STAT‑KON ayudan a condicionar señales transmitidas y recibidas, mitigando falsas detecciones causadas por reflexiones. Los materiales de gestión térmica LNP KONDUIT forman disipadores de calor moldeados por inyección que previenen sobrecalentamiento, mientras que los compuestos LNP FARADEX proporcionan blindaje EMI inherente para carcasas de radar", añadió Sas. "Estos materiales también sirven como sustratos para antenas de radar, soportando estructuración directa por láser (LDS) y plateado electro- o electroless selectivo."

El radar automotriz opera en dos bandas de frecuencia: 24 GHz para funciones de corto y medio alcance, y 77 GHz (76‑81 GHz) para detección de largo alcance. La banda de 24 GHz se volverá limitada en ancho de banda para 2022, pero permanecerá disponible para ciertas aplicaciones.

La Importancia de la Selección de Materiales

El rendimiento del radar depende de materiales que exhiban la constante dieléctrica correcta, factor de disipación, pérdida de inserción y estabilidad eléctrica-térmica-mecánica, así como homogeneidad uniforme del sustrato.

"Al elegir materiales, considere la colocación del sensor, visibilidad, exposición ambiental, extremos de temperatura y el nivel de distorsión de señal aceptable. Estos factores dictan los requisitos para radomos y absorbedores RF", explicó Sas.

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Figura 1. Soluciones para Aplicaciones de Sistemas de Sensores Radar. (Fuente: SABIC)

Un desafío clave es lograr mayor resolución con arquitecturas de antena multiple-input, multiple-output (MIMO) —el llamado radar imaging. Sabic enfatiza que mientras el radar imaging rivalizará con LiDAR en resolución, evita muchos inconvenientes ópticos y demandará propiedades de material aún más estrictas.

"Radomos ultra-bajo-dieléctricos —cuya permitividad relativa se acerca a la del aire— ofrecen ganancias de rendimiento significativas. Soluciones potenciales incluyen compuestos LNP Thermocomp de Sabic, copolímeros LNP, Noryl y resinas Ultem, seleccionados basados en requisitos dieléctricos y térmicos específicos", dijo Sas.

"Para acondicionamiento y absorción RF, estamos expandiendo nuestro portafolio LNP Stat‑Kon: compuestos basados en PBT para integración con radomos PBT, variantes basadas en PEI para procesamiento a alta temperatura, y opciones basadas en PC para rendimiento duradero y equilibrado. Una amplia selección de materiales absorbentes de radar permite a los fabricantes adaptar sensores a tamaño, ubicación y función del vehículo."

El aumento de potencia de procesamiento para unidades de largo alcance y alta resolución amplificará las demandas de gestión térmica y necesitará protección EMI robusta. Los sensores de corto alcance también se integrarán sin costuras en otros componentes del vehículo.

Sas destacó el papel evolutivo de las unidades de control electrónico (ECUs). Los vehículos modernos albergan más de dos docenas de ECUs distribuidas, divididas entre arquitecturas descentralizadas y centralizadas. "Las tendencias futuras apuntan a controladores de dominio consolidados —particularmente para stacks ADAS— según McKinsey. Nuestros termoplásticos especializados proporcionan alternativas atractivas a carcasas de sensores tradicionales de metal y vidrio, gracias a propiedades ajustables que satisfacen necesidades de cliente y aplicación."

Las decisiones de diseño para antenas y otros dispositivos electrónicos serán guiadas por requisitos de rendimiento, colocación de antena y necesidades de cobertura. Soluciones basadas en radar, acopladas con algoritmos de inteligencia artificial, empoderan a los conductores para tomar decisiones más seguras en la carretera.

>> Este artículo fue publicado originalmente en nuestro sitio hermano, EE Times.