Für Radarsensoren sind Kunststoffe mit guter Radartransparenz, Dimensionsstabilität, gutem Laserschweißverhalten sowie ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften gefragt. Der Werkstoffspezialist stellt solche Materialien auf der K vor.
Moderne Automobile sind mittlerweile mit zahlreichen Fahrerassistenz-Systemen (ADAS) und entsprechenden Sensoren ausgestattet – Tendenz steigend. ADAS verbessern die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer und ebnen dem hoch- und vollautomatisierten Fahren den Weg. Der ADAS-Markt soll laut der Statistik-Plattform Statista im Jahr 2023 voraussichtlich ein Volumen von 32 Mrd. USD erreichen und jährlich um 17 % wachsen.
„Ein attraktives Einsatzfeld für unsere PBT- und PA-Compounds sind vor allem ADAS-Radarsensoren und ihre Gehäuse. Wir haben dafür ein breites Produktsortiment, das die gewünschten technischen Anforderungen erfüllt. Das sind beispielsweise eine gute Radartransparenz und Dimensionsstabilität, ein gutes Laserschweißverhalten oder auch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften für eine sichere und belastbare Befestigung der Sensoren im Fahrzeug“, erklärt Dr. Christopher Höfs, ADAS-Experte im Geschäftsbereich High Performance Materials (HPM) von Lanxess.
Aufbau eines Radarsensors: Lanxess verfügt für diese Anwendung über PBT- und PA-Materialien mit dem geeigneten Eigenschaftsportfolio. (Foto: Lanxess)
Gute Signalübertragung bei höheren Radarfrequenzen
ADAS-Sensoren überwachen vollständig die Umgebung eines Fahrzeugs. Sie funktionieren auf Basis von elektromagnetischen Wellen wie Radar- oder Laserstrahlen (LiDAR), Ultraschall oder mittels bildgebender Verfahren, was die Materialwahl für die Sensorgehäuse maßgeblich beeinflusst. Beispielsweise ist es erforderlich, dass die Vorderseite von Radar-Sensorgehäusen, auch Radom genannt, für Radarstrahlen durchlässig ist. Damit die Strahlungsverluste gering bleiben, muss das Material für das Radom eine niedrige Dielektrizitätskonstante (Dk) und einen geringen Verlustfaktor (Df) aufweisen. Hierzu hat Lanxess umfangreiche Untersuchungen an zahlreichen Compounds seines Portfolios durchgeführt, die auch Messungen zur Ein-Wege-Dämpfung und zur spezifischen Transmission und Reflexion in Abhängigkeit von Frequenz und Materialdicke einschließen. „Wir verfügen über zahlreiche PBT-Typen, die mit ihren Dk- und Df-Werten auch bei den immer häufiger verwendeten ADAS-Radarfrequenzen von 77 bis 81 Gigahertz zum Einsatz kommen können“, erläutert Höfs.
Hydrolysestabil und zugleich lasertransparent
Je nach Einbauort des Sensors muss der Gehäusekunststoff extrem stabil gegen einen hydrolytischen Abbau sein. Lanxess verfügt mit der Reihe Pocan XHR über PBT-Compounds, die in den strengen Langzeit-Hydrolysetests SAE/USCAR-2 Rev. 6 der amerikanischen Society of Automotive Engineers (SAE) mit Class 4 oder Class 5 die besten Einstufungen erreichen. Gleichzeitig sind sie sehr beständig gegen Heißluft und weisen hohe Bruchdehnungen auf.
Für geringere Anforderungen an die Hydrolysestabilität bieten sich die Compounds der Pocan HR-Reihe an. Zu diesen zählt etwa das glasfaserverstärkte Pocan B3233HRLT, das zugleich lasertransparent und gut beständig in heiß-feuchter Umgebung ist, was normalerweise einen Zielkonflikt darstellt. „Dieser Werkstoff eignet sich zum Beispiel sehr gut, um Gehäuseteile von Radar- oder Kamerasensoren kostengünstig durch Laserdurchstrahlschweißen zu fügen“, so Höfs.
Umfangreicher Service für Hersteller
Lanxess unterstützt Hersteller von ADAS-Technologien mit umfangreichen HiAnt-Serviceleistungen. Diese reichen von der gemeinsamen Konzeptentwicklung zur Konstruktion von Bauteilen über die Materialoptimierung bis hin zu neuesten Methoden des Computer Aided Engineering zur exakten Vorhersage von mechanischen und thermischen Bauteileigenschaften. „Wir stellen unseren Partnern auch Materialdaten zur Verfügung. Entwickler von Radarsensoren erhalten neben den jeweiligen Dk- und Df-Werten von Compounds zum Beispiel auch Daten zur Abhängigkeit der spezifischen Transmission und Reflexion von der Radarfrequenz und Probekörperdicke“, erläutert Höfs.
