汽车智能表面材料开发

杜毅平

人类社会从工业社会进入信息社会的进程越来越快，对电子操控的需求以及互联网的依赖日益突出。智能表面应运而生，它正是操控、显示及装饰功能的有效完美结合。

在经济高速发展的今天，VI、AI大量的新科技新技术，给我们的生活、学习、娱乐带来越来越多的便利。提高生活质量的同时，同时增加了生活的趣味性。在这股大潮中，智能表面起到了不可或缺的重要作用。

现在我们大规模量产汽车比起个人终端设备技术更老旧一些。其中有一个主要原因就在于这么多笨重不宜操控的按钮和旋钮占用宝贵的存储空间，需要客户花时间精力去研究它们是干嘛用的，而且其机械特性更为突出，相比较而言没有什么美感。

近期，各大主机厂都在研发自动驾驶，解放驾驶人员的双手，因此其对汽车尤其是内饰体验的需求变得前所未有的重要。舒适，方便和实用会成为购买者主要关注的点，因为自动驾驶时期，可能客户对汽车的需求与其对家里的装修或者办公室的硬件要求趋于一致。为了这种新的生活需求与消费趋势，各大汽车厂家不得不去营造一种时尚轻松而又现代化的汽车内饰的感觉，同时生硬又不好操作的按钮和开关需要大面积取消，这个用户体验趋势在其他产品中也比较盛行，如个人终端的小产品。使用智能表面，设计师会有更大的设计空间，在汽车内饰设计中注入更多的艺术气息，加入更多的功能性。

据统计，我们现在每天使用移动设备的时间远远超过其他的物品，在使用这些个人终端上的习惯和体验势必会投射到我们所使用的车辆上。使用智能表面可以提供最直观的体验-不再需要那些复杂难以操作的按键。智能表面的加入，可以增加设计的灵活性，可以集成不同的HMI。有些暂时没有被使用到的功能就可以变暗或消失，不工作的时候它可能只是一个装饰件。不再需要屏幕，因为仪表板就可以成为娱乐，音乐或调节光亮和温度控制的屏幕。而且几乎任意一个表面都可以加载功能，这样多出来的地方可以作为储物空间，还可以加些别的功能性物件，比如托盘杯架等。

另一个目前很流行的是各类租赁汽车，共享车辆也增加了智能表面的重要性。客户在驾驶或乘坐共享车辆时，会希望拥有与自己的汽车一样舒适的体验。而传统定制化体验几乎是无法实现的。但是通过智能表面，完全可以实现定制化，不需要更换任何零件，不需要重新开模具，只需要简单切换界面，就可以满足每个独特的用户需求，使得他们可以拥有他们自己喜欢的体验，这可以很大程度节省资源同时又满足客户的需求。

智能表面的技术主要取决于智能操控算法控制和智能表面材料两大块。

先让我们来看下智能控制软件硬件方面的突破。其控制手法，目前主要有手势操控、智能触摸、声音控制等。

今年四月，出现了一款新的智能硬件。它可以将任何材料表面转换成带有操控功能界面。拿Welle这款智能设备举例，它通过控制算法就可以将任何表面变成智能控制器。客户可以通过蓝牙，并用使用一些简单方便的手部动作来操控智能硬件设备以及相关应用程序。可以看到目前在產品上应用于智能表面的控制算法已经足以支撑我们任何表面转化成控制界面，可以将智能操控和智能表面付诸于实际生活产品的应用。

这些技术很快就可以直接间接移植到汽车上，那么我们这里主要研究的是如何解决另一块重要领域的突破，即如何在汽车上研发可以匹配智能操控的智能装饰表面材料？

在传统汽车材料领域中可以简单分为软装饰材料和硬装饰材料。当然在未来的思维逻辑创新方法不断革新之后一定会突破这样的界限。

首先简单说下软材和硬材在目前汽车中的主要及大致分布，这里主要针对的是面向普通家用型大规模生产的轿车或SUV。

软装饰材料主要是，真皮、仿真皮的人造皮革、织物、羊毛类纺织品、植绒等地毯材料及顶棚材料。这其中作为主视觉区域的，主要是应用于座椅和IP以及门板的皮革及织物类材料。这类是目前我们主要的研究目标。皮革用局部削弱的方式到达透光及操控的要求。

目前我们更多的会在硬材装饰区域使用我们的智能表面技术。内饰的装饰件，主要工艺有喷漆、水转印、IMD、IML、INS、电镀、真金属、实木。由于装饰件往往出现在主要的视觉区域，并且由于面积决定在相对大一些的装饰件上，设计师会在这些零件上面考虑加入带有装饰性或者功能性的智能表面。

这里面我们先聊下传统电镀件如何实现智能表面，这其中有个案例是应用于外饰的灯组上面。在目前造型的趋势演变下。很多车企利用车灯的设计作为品牌特征的主要体现，如果车灯好比眼睛的话，那么车眉的特征毫无疑问决定了这个眼睛美不美。那么电镀是否可以实现智能表面的功能吗？答案是否定的。因此衍生了很多新型的智能表面材料。这里模拟电镀效果的是一种光学膜的工艺，高分子有序排列可以达到表面反射自然光线，但如果膜内部发光，它又可以起到透光的作用。这个案例是一个很好的智能表面的一种研发和应用。我们来看一下它的对汽车造型设计的意义。首先它很简单的减少了零件，曾经装饰件就是仅仅作为装饰件，功能件就仅仅起到功能的作用。通过这个方式有机得将两者结合在了一起。其次因为它在不同场景会是不同表观，起到的作用是传递给客户一种高科技的神秘感及惊喜。因此将智能表面材料和功能的有效结合将会是个大车企及汽车类供应商未来着重研究的课题。类似这种透光的电镀膜在内饰同样有所应用，例如电镀音响圈，它的颜色会随着音乐的节奏起伏变化，起到的是营造内饰的一种氛围。还有的应用是在顶灯，和外饰转向灯类似，白天状态这是顶上的一个装饰件，夜晚到来它可以打开变成照亮内饰的一个顶灯。这其实只是光学薄膜的一种简单应用，已经给我们汽车内外饰带来了很大的改观了。

另一项技术是膜内电子技术（IME），将传统的模内装饰（IMD）技术与印刷电子的有效结合就是IME。它是一种更美观，性价比更高的传统工艺的替代方案，用以取代原本具有傻傻笨笨机械开关的传统人机界面。一般而言，模内电子技术是一种采用多层装饰性导电性和电介质墨水的子表面丝网印刷在聚酯薄膜片上。等到完全稳定之后，冲切成片材。然后放到注塑模具中，在其背面注入无色或着色的树脂。这样就完成了一个具有操控功能的塑料件。模内电子是把模内装饰过程与导电油墨的印刷相结合。这种印刷导电油墨更具有环保性和经济性。同时它的更改性也更加自由，不需要重新开发模具，满足现在越来越快的改型需求。

还需要说的是OLED，其具有自发光的特点，它的原理就是通过使用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过就可以发光。而且由于它的显示屏幕可视角度大，能够节省电能，这项技术曾经已经在播放器上成功使用过了。如果应用于汽车，就意味着未来塑料基材不再需要做发光结构也可以发光，不需要另配套导光背膜（板），也不再需要做背后的发光结构，产品结构更为简洁。

这里我们可以总结出来的是，为什么汽车设计师喜欢使用智能表面，为何智能表面材料被各大车企供应商作为着重研究的领域。正是由于目前人类社会从工业社会进入信息社会的进程越来越快，大家对电子超控的需求以及互联网的依赖日益突出。那么按这个逻辑未来汽车整个内饰变成屏幕吗？答案是否认的，因为过于生硬。随着经济发展，人类对于美及装饰性的需求。因此智能表面应运而生，它正是操控功能、简单的显示功能及装饰功能的有效完美结合。它适用于使用在汽车上的一些特性可以总结如下：

1.轻量化：智能表面相比于传统设计外观更小，重量更轻，使用更为便利；

2.设计自由度：智能表面给设计的自由度更大；

3.照明：智能表面多种集成照明方式使得它更具有科技感；

4.装饰性：智能表面材料可以采用更加优异的表面处理工艺，解决了很多现有材料的痛点；

5.功能丨生智能表面提供更简便易操作；

6.装配简单智能表面不需要太多零件，容易装配，成本较低；

可以预见未来智能表面创新将会拥有一大片天空。