一、柔性傳感器正成為推動汽車制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵

2023年9月，習(xí)近平總書記首次提出：“積極培育新能源、新材料、先進(jìn)制造、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，積極培育未來產(chǎn)業(yè)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，增強(qiáng)發(fā)展新動能?！?024年4月，工信部等七部門聯(lián)合印《推動工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實(shí)施方案》，以生產(chǎn)作業(yè)、倉儲物流、質(zhì)量管控等環(huán)節(jié)改造為重點(diǎn)，推動數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、增材制造裝備、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)控制裝備、智能物流裝備、傳感與檢測裝備等通用智能制造裝備更新。

二、柔性傳感器應(yīng)用領(lǐng)域與解決方案

傳統(tǒng)剛性傳感器受限于制作材料的固有屬性，具有較大的硬度和脆度使其難以貼合在復(fù)雜曲面及受到較大外力容易發(fā)生斷裂和損壞，而柔性傳感器由于其輕、薄、柔、可根據(jù)使用場景定制其形狀的特點(diǎn)，使其能應(yīng)用于各種復(fù)雜場景，可緊密貼合于各類設(shè)備，實(shí)時捕捉細(xì)微變化，為制造過程提供精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)。在汽車工藝質(zhì)量監(jiān)測、精密設(shè)備故障診斷及智能座艙感知等領(lǐng)域，柔性傳感器發(fā)揮了巨大的作用，可有效應(yīng)用于各類復(fù)雜場景，為汽車行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展注入強(qiáng)大動力。

柔性傳感器以聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷等有機(jī)高分子材料為基底，具有良好的延展性、柔韌性，可自由彎曲和折疊，適應(yīng)各種復(fù)雜場景的檢測需求。在汽車行業(yè)，柔性傳感器解決方案正成為生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)監(jiān)測和智能座艙感知的重要工具。柔性傳感器在成本、檢測設(shè)備與技術(shù)水平以及檢測精度和效率方面均展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。其與多種材料的兼容性，降低了檢測成本；憑借有機(jī)高分子材料的柔韌性和延展性，突破了傳統(tǒng)傳感器在復(fù)雜環(huán)境下的檢測限制；而快速響應(yīng)和實(shí)時反饋的能力，則大幅提升了檢測效率和精度。

汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用場景及解決方案

在汽車制造過程，柔性傳感器可緊密貼合車身各部位，實(shí)時監(jiān)測制造過程中工藝質(zhì)量情況，確保汽車制造的質(zhì)量。應(yīng)用于沖壓車間沖壓模具平衡塊壓力監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)沖壓模具平衡塊壓力數(shù)值量化體現(xiàn)，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)平衡塊壓力；應(yīng)用于焊裝車間，實(shí)時監(jiān)測焊接區(qū)域的溫度變化，防止焊接過度或不足，實(shí)時監(jiān)測機(jī)械臂電機(jī)、齒輪等核心零部件健康狀態(tài)，實(shí)時感知設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防潛在風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)；應(yīng)用于涂裝車間，檢測涂層的厚度和均勻性，確保涂裝質(zhì)量；應(yīng)用于總裝車間，檢測車門密封條粘接設(shè)備壓力狀態(tài)、淋雨線噴頭噴淋流量等過程質(zhì)量參數(shù)，確保整車生產(chǎn)質(zhì)量受控。以沖壓車間為例，沖壓技術(shù)誕生數(shù)百年來，只能使用依賴鉗工經(jīng)驗(yàn)的丹藍(lán)法解決沖壓質(zhì)量問題。丹藍(lán)法雖然在一定程度上能夠發(fā)現(xiàn)壓力不合格的現(xiàn)象，但受限于人為經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，難以獲取沖壓件模具各平衡塊壓力的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，無法提供精準(zhǔn)的平衡塊壓力的量化指標(biāo)，更無法提供不合格壓力預(yù)警解決方案，從而給生產(chǎn)過程的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量帶來了潛在風(fēng)險。針對該痛點(diǎn)，可根據(jù)使用場景和空間定制柔性應(yīng)變傳感器，合理設(shè)計電路，在沖壓模具作業(yè)時，模具平衡塊作用于柔性傳感器壓力，使柔性傳感器產(chǎn)生形變，電路感知形變量并將其放大，并轉(zhuǎn)化為壓力信號，從而實(shí)現(xiàn)了沖壓模具平衡塊壓力數(shù)值量化體現(xiàn)，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)平衡塊壓力。

智能座艙領(lǐng)域應(yīng)用場景及解決方案

在智能座艙感知領(lǐng)域，柔性傳感器同樣潛力巨大。它能夠集成到座椅、方向盤等部件中，實(shí)時監(jiān)測乘客的坐姿、體溫、心率等生理數(shù)據(jù)，為智能座艙提供個性化的舒適調(diào)節(jié)方案。如可以監(jiān)測座椅壓力，在對座椅壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，智能地調(diào)整座椅的角度和支撐，提供更加貼合人體工學(xué)的舒適體驗(yàn)，或通過連續(xù)監(jiān)測座椅壓力變化，判斷乘客是否處于危險狀態(tài)。此外，也可利用柔性傳感器的精準(zhǔn)檢測和快速響應(yīng)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時手勢識別和觸摸控制等交互功能。在智能座艙的座椅設(shè)計中，柔性傳感器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過內(nèi)置于座椅表面的柔性傳感器，系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測駕乘者的體重分布、坐姿習(xí)慣以及身體壓力點(diǎn)等信息，通過大數(shù)據(jù)算法分析計算，可實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)座椅的支撐力度和角度，為駕乘者提供更加貼合人體工學(xué)的舒適體驗(yàn)。同時，結(jié)合溫度感知功能，柔性傳感器還能實(shí)現(xiàn)座椅的加熱和通風(fēng)功能，進(jìn)一步提升了駕乘者的舒適度。