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无人驾驶汽车涂料新技术的灵感来源——茄子

http://www.pf.hc360.com2018年02月23日17:17 来源:涂料工业T|T

    慧聪表面处理网讯:当Henry Ford在一个世纪前用大规模生产的T型车改变交通运输方式时,只有一种颜色:黑色。此后的100多年来,为了满足买家的口味,汽车制造商穷尽其所有想象不断地创新汽车生产方式。现在,这一行业的焦点又一次集中在一点——颜色,因为正如火如荼的无人驾驶汽车产业面临了一个危险的盲点:它们“看”不到黑色!

    较深的颜色会吸收光线,这意味着无人驾驶汽车用于导航的激光不会反射,或者说该系统无法检测到黑色的汽车!而这对于老牌涂料生产商而言是一笔潜在的意外收获。

    目前,全球最大的汽车涂料生产商之一,美国PPG工业公司正在设计一种新型涂料,使得激光器发出的近红外光能够通过黑色汽车的外层,并从其特殊设计的反光底涂层上获得反射,从而使传感器能“看”到它。

    而这一创新的灵感居然来自于一种常见的蔬菜——茄子!

    是的,PPG公司正是从紫色茄子那里得到了这个灵感,这一紫色的蔬菜在农场里生长的阶段就是采用了类似的技巧来保持凉爽。

    此前,PPG和其他公司同样看到了解决无人驾驶汽车最难解决的技术瓶颈问题对涂料生产商来说是一个有利可图的发展新机遇,这将使得即使在道路上的汽车数量可能减少的情况下,也可以确保对公司产品的需求。

    在无人驾驶汽车这一未来汽车行业的发展方向方面,技术发展已经解决了自动泊车、自动踩刹车、自动避开障碍物、自动寻找正确的车道,这些都依靠隐藏在保险杠和侧面板内的传感器和数模转化装置。

    但是,正如艾仕得涂料系统有限公司(Axalta)首席技术官Barry Snyder所说:“油漆和涂料可能会干扰或改善这些传感器的性能,因此从涂料的角度看,将对无人驾驶汽车造成一些重大问题。但是,面对其他各类已经进入智能汽车产业的技术,我们涂料商需要积极应对挑战。”

    艾仕得公司也指出,无人驾驶汽车的普及将在很大程度上促进共享汽车的大面积普及,并可能由此削弱新车的销量,由此给涂料制造商带来了诸多威胁,而且,从驾驶中消除人为错误理论上应该导致交通事故的减少,这也意味着汽车维修店的涂料销量下降。这对于80%以上收入来自汽车涂料的艾仕得公司,风险尤其高。

    PPG的首席技术官David Bem却认为,涂料生产商对于无人驾驶汽车产业的发展应该有充分的理由持乐观态度,“无人驾驶汽车可能需要的油漆、密封剂和其他涂料的使用量要比现在多一倍,而如果电动汽车成为无人驾驶汽车的首选推进模式,那么这一增幅将超过10倍!因此即使汽车的整体数量由于共享汽车而减少,我们仍然能看到涂料消费的增长——因为需要涂装的表面积增加了很多,这对我们来说在市场方向上有很大的不同。”

    电动汽车需要的巨型电池组——一个典型的电动汽车可能包含数千个装在横跨轮胎之间金属箱中的小型电池,而从整个轴向方面都需要特殊涂层的防护,有些用于防止过热,而另一些用于防潮和防腐。总而言之,一辆电动汽车可能需要超过1000平方米(约10764平方英尺)的涂层,而现在的传统汽车涂层则只需要约70平方米!

    PPG高级科学家、持有包括上述“茄子技术”专利的Stuart Hellring说:“100年以来,汽车动力总成首次出现了重大变化,而我的观点是——人们将会在涂层上驾驶车辆。”

    PPG首席执行官Mike Mc Garry已经任命了一个直接向他汇报的特别委员会,从特斯拉公司(Tesla)到通用汽车公司(General Motors),跟踪那些正将无人驾驶汽车推向市场的制造商,从中寻找新的商业机会。其中一个单独的团队正在关注电池防护涂层领域。

    前面所说的“茄子涂料”正是PPG公司开发无人驾驶汽车涂料新技术的成果之一。此前,公司有一款涂料技术是为了防止飞机客舱在刺眼的阳光下过热而设计的,PPG对这项技术进行了重新设计。这种从2015年开始在飞机上使用的技术来源于对茄子的研究。研究发现,茄子之所以能在太阳照耀下的田野里保持凉爽,是因为它的紫色外皮可以让近红外能量透过,接着再通过白色果肉将其反射回去。根据PPG的报道,该涂层系统能将飞机外壳的温度降低25°F,舱内温度降低约6°F。

    该公司在无人驾驶汽车上采用了相同的涂料,并采用特种颜料(部分由巴斯夫公司生产)取代了深色涂料中使用的吸光炭黑,它能让近红外光通过。虽然较旧的车辆没有这种检测增强型涂料,但是无人驾驶汽车还可以使用声纳、雷达和相机来导航。PPG表示,这些技术将有助于缩小差距,直到新型涂料获得广泛应用。

    另外,在与汽车制造商讨论激光雷达(使用激光脉冲测量距离)的传感方法时,PPG还发现了的其他可以解决的问题——某些汽车涂料的金属光泽会干扰保险杠后面的雷达系统。因此,PPG特别收购了Cuming Microwave公司,这是一家研制生产能吸收微波和无线电波的特种涂料和材料商,此前公司的产品主要应用在军用飞机、电子、电信、医疗和汽车等领域。Cuming Microwave专门用于雷达吸收涂层的技术被用于寻找电动汽车解决方案。

    而且,当汽车制造商抱怨传感器的性能下降时,PPG公司还开发了一些方法来改变涂层的微观表面,以防止水和泥浆的粘附,并防止结冰。

    据PPG公司介绍,针对无人驾驶汽车应用,公司可以在不同的部位涂上4种、5种或6种不同类型的涂料,而不是简单在汽车上涂一层涂料,因为涂料应用需求正变得越来越复杂,“这对我们这样的公司来说是好事。”

    PPG公司还正在开发一种可应用于无人驾驶汽车的条形码,其颜色不可见,但可以被其他车辆扫描,产生有关品牌和型号信息,以及制动距离等性能数据。该技术也可以部署在路牌和其他道路结构上,以帮助无人驾驶车辆导航。

    卡内基梅隆大学机器人研究所首席项目科学家Christoph Mertz表示,尽管大多数自无人驾驶车辆都是通过无线电信号进行通信的,但是条形码是一种强大的系统,可以作为重要的备选。他说:“冗余总是很好,特别是在无人驾驶汽车上,因为如果出现了错误,它可能是致命的。因此,任何你想传递的信息,都最好通过多种方式传递。”

    对于无人驾驶汽车应用,艾仕得公司的Snyder说,一些新的解决方案会产生其他需要解决的问题。例如,如果车辆为了保持传感器清洁而涂覆自清洁涂层,那么将导致一般的修补漆无法粘附在其表面上,这使得汽车维护和修理更具挑战性。这有利于涂料企业的创新,因为这些公司将不得不提供一种新型的剐蹭修补产品。

    “你怎么才能生产出对于大量污垢不不会粘附的产品,但你仍然可以对其进行重涂?这将是在无人驾驶汽车变革时代下依然保持涂料生产企业业务流量的技术之一”。

责任编辑:肖丹萍推荐

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