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Foto: Benseler

Werkstoffe

Radar-transparente Beschichtung für autonome Fahrzeuge

Weltweit wird am sogenannten autonomen Fahren getüftelt. Eine neuartige PVD-Beschichtung von Benseler soll hierbei für zufriedene Fahrzeugdesigner sorgen.

Eine der Voraussetzungen für autonomes Fahren sind zahlreichen Sensoren, die sich jedoch bestens ins Fahrzeugdesign integrieren sollen – und genau für diese höchst anspruchsvolle Verknüpfung zwischen Funktion und Design hat die Benseler-Firmengruppe jetzt radarfähige PVD-Beschichtungen entwickelt und zum Patent angemeldet.

Erst die Sensoren ermöglichen autonomes Fahren

Damit sich selbstfahrende Fahrzeuge im Raum sicher fortbewegen können, müssen sie relevante Informationen in ihrer Umgebung aufnehmen, diese in Echtzeit verarbeiten und in konkrete Handlungsanweisungen für das Fahrzeug umwandeln. Für diesen hochkomplexen technischen Vorgang benötigen sie neben Kameras vielfältige Sensoren, die Wetterverhältnisse, Fahrbahnbeschaffenheit, Schilder und Ampeln zur Verkehrssteuerung sowie bewegliche und unbewegliche Objekte und den Abstand zu ihnen erfassen. Aus diesen von sogenannten Radar- und Lidarsensoren aufgenommenen und verarbeiteten Daten leitet das Fahrzeugsystem in Mikrosekundenschnelle ein entsprechendes „Handeln“ für das Gefährt bzw. dessen Assistenzsysteme ab.

Zum Patent angemeldete PVD-Beschichtung

Radar- und Lidarsensoren sind in der Regel lediglich wenige Zentimeter groß und daher an sich nicht sehr auffällig. Geht es jedoch nach den Fahrzeugdesignern, dann sollen sie im Idealfall vollständig mit ihrer Umgebung verschmelzen – ohne ihre Funktionsfähigkeit einzubüßen. Mit dieser Herausforderung haben sich die Oberflächenspezialisten der Benseler-Firmengruppe auseinandergesetzt.

Das Ergebnis: ein neues, zum Patent angemeldetes PVD-Beschichtungsverfahren (physical vapour deposition), das vielfältige Designs und Farbgebungen zulässt, ohne die Sende- und Empfangskraft der jeweiligen Sensoren einzuschränken.

Voll funktionsfähig bei größter Gestaltungsfreiheit

Auf das PVD-Beschichtungssystem greifen die Experten von Benseler immer dann zurück, wenn es darum geht, Oberflächen zu etwas Besonderem zu machen. Das von Benseler entwickelte Verfahren ermöglicht es, für die verschiedensten Sensoren ohne Einschränkungen durchdringbare Oberflächen im jeweils gewünschten individuellen Erscheinungsbild und Wellenlängenbereich – zum Beispiel in Kombination mit UV-Lacken – in höchster Präzision bereitzustellen.

„Damit stehen den Produktdesignern und Fahrzeugherstellern auch für die Sensorik ihrer künftigen teilautonom oder autonom fahrenden Pkw oder Nutzfahrzeuge alle gestalterischen Möglichkeiten offen“, so Petra Mattig, Vertriebsleiterin der Benseler Beschichtungen Bayern GmbH & Co. KG.

Abriebfeste „Diamond Like Carbon“-Schicht

Im Einsatz sind hier vor allem auch „Diamond Like Carbon“-Schichten (DLC), eine neue Generation von Hartstoffschichten aus diamantförmigem und amorphem Kohlenstoff. DLC-Schichten zeichnen sich durch ihre Abriebfestigkeit, einen niedrigen Reibkoeffizienten, Korrosionsunterdrückung und optische Transparenz bei Schichtstärken bis zu 1.000 nm aus und lassen sich ebenfalls durch die auch als Sputtern bezeichnete PVD-Technologie herstellen.

Homogene oder inhomogene Oberfläche?

Die Besonderheit der Radar-transparenten PVD-Oberflächen liegt in ihrer inhomogenen Oberfläche, die sich jedoch für den Betrachter als homogener metallischer Spiegel darstellt. So lassen sich zum Beispiel für die von Radar, Lidar oder Kameras jeweils benötigten Transmissionen unterschiedliche Schichten bereitstellen, ohne dass sich das äußere Erscheinungsbild eines Markenemblems oder Kühlergrills verändert.

Farbwechsel mit „Nano-Quanten“

Darüber hinaus haben die Experten von Benseler das PVD-Verfahren in der Patentanmeldung dahingehend optimiert, dass Präzisionsschichten in der Größenordnung von Zuckermolekülen, also im einstelligen Nanometer-Bereich, zur Verfügung stehen. Auf diese Weise gelingt es, Farbwechsel mit „Nano-Quanten“ zu erzeugen: So sind beispielsweise Farbwechsel von Grün zu Blau auch für 3D-Formen reproduktionssicher darstellbar.

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