En flexibel, formminnesbricka – laminerad struktur med integrerat ställdon, sensorteknik och styrelektronik. Kredit:Fraunhofer IWU
Förvaringsbrickor i bilar kan vara riktiga dustbows. Men de fyller också en användbar funktion. Var annars kan man förvara dessa solglasögon, pappersnäsdukar eller en p-skiva? En ny typ av förvaringsfack, utvecklat av Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU, är dold i instrumentbrädan och förverkligas endast när det behövs - en särskilt användbar funktion för bildelningsfordon.
När du köper en ny bil, cockpitdesign kan vara en viktig faktor i valet av modell. Till exempel, är alla olika fack och förvaringsfack placerade på rätt plats? När du hyr eller delar bil, dock, det finns mindre val – ofta, du måste bara ta det som erbjuds. Med experter som förutspår att bildelning kommer att växa i framtiden, biltillverkare tittar nu på sätt att designa bilinteriörer på ett sådant sätt att de kan anpassas efter individuella behov.
En enkel handrörelse för att öppna ut en instrumentbräda
Forskare vid Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU har slagit sig ihop med bildelsföretaget Brose Fahrzeugteile för att lösa detta problem. Deras svar? En förvaringsbricka som är dold i fordonets instrumentbräda och endast materialiseras när det behövs. Om du skulle glömma att hämta dina tillhörigheter från denna låda när du lämnar fordonet, den ändrade formen på instrumentbrädans yta kommer att få ditt minne:"Brickan öppnar sig som en origamifigur, " förklarar Lukas Boxberger, gruppchef på Fraunhofer IWU. "Detta fungerar med hjälp av en formminneslegering (SMA). Dessa är speciella material som formas till en viss form tills de värms upp igen, varpå de återgår till sin ursprungliga form."
De två olika tillstånden som antas av den formföränderliga modulbrickan för en fordonsinstrumentbräda. Kredit:Fraunhofer IWU
Inspirerad av en köttätande vattenväxt
När det gäller förvaringsfacket på instrumentbrädan, en sensor registrerar en handrörelse i motsvarande område på instrumentbrädan. Detta, i tur och ordning, aktiverar följande process:en elektrisk ström flyter kort genom ledningar gjorda av en formminneslegering. Dessa ledningar förbinder paren av intilliggande hörn av en kvadratisk förvaringslåda. När ström flyter, trådarna värms upp, vilket gör att de drar ihop sig till sin ursprungliga form. Som ett resultat, vart och ett av de fyra hörnen dras jämnt mot sin gemensamma mittpunkt. Detta utövar ett tryck nedåt på ytan inom, därigenom urholkas en brickliknande fördjupning på instrumentbrädans övre kant. "Idén till vikmekanismen kom från en köttätande vattenväxt, " förklarar Boxberger. Så fort föraren tömmer brickan - eller om inget placeras i den - återtar brickan sitt original, platt form. "Ström flyter bara genom ledningarna när brickan ändrar form, " säger Boxberger. Systemet är extremt robust, ha genomfört tre miljoner expansions-/kontraktionscykler utan märkbar trötthet. Fraunhofer-forskare använde 3D-utskrift för att bygga en demonstrator.
Planer för industriell produktion
Dock, 3D-utskrift är inte lämplig för massproduktion. I ett ytterligare steg, forskare tittar därför på sätt att tillverka formminnesbrickan med hjälp av formsprutning eller en roll-to-roll-process. Formsprutning skulle endast vara lämplig för produktion av stora serier. En roll-to-roll process, däremot kan användas för både små och stora serier. Här, för, naturens värld tjänade som inspiration – i det här fallet, människohuden och musklerna under den. Huden består av många lager, var och en fyller en annan funktion. epidermis, till exempel, skyddar människokroppen mot skadliga miljöfaktorer, medan musklerna under ger rörelse. Forskare vill tillämpa samma principer för vidareutvecklingen av formminnesbrickan:som epidermis, brickans yttre skikt skyddar mot miljöpåverkan; dess mottagliga lager innehåller sensorer för att registrera handrörelser i området av brickan; ett endoskelett av mer robust plast ger styrka och rörelsekontroll; och SMA-trådarna bildar musklerna och ger rörelse. Forskare kommer nu att undersöka om dessa individuella lager är bäst limmade, sammanpressade eller tryckta. Deras uppgift blir att utveckla tillverkningsprocesser som ger en högkvalitativ, återvinningsbar produkt samtidigt som den är ekonomisk och miljövänlig.
Ser man längre fram, Det finns också planer på att skapa andra former – för djupare förvaringsbrickor – och att göra brickorna av andra material som träfaner eller textilier. Andra fordonstillämpningar är också helt tänkbara:självaktiverande solgardiner, automatiska ventilationsintag och utlopp, eller personliga sittplatser.
