埋藏于復(fù)合材料中的射頻識(shí)別芯片技術(shù):實(shí)時(shí)監(jiān)控

生產(chǎn)線上的飛機(jī)零部件，通過(guò)埋藏在其中的射頻識(shí)別芯片（Radio Frequency Identification Chip (RFID)）向工作人員報(bào)告自身所處的位置，上一步驟和下一流程的操作人員信息。信息的傳遞快速、準(zhǔn)確并穩(wěn)定。現(xiàn)如今只有少數(shù)公司在生產(chǎn)過(guò)程中采用了此技術(shù)進(jìn)行信息記錄。此技術(shù)更多地是被用來(lái)準(zhǔn)許進(jìn)出或記錄時(shí)間，類似于上下班的門禁卡

　　RFID轉(zhuǎn)發(fā)器的工作效果主要取決于包裹其周圍的材料性能。不合適的材料會(huì)縮短信息傳輸?shù)姆秶⒔档蛿?shù)據(jù)質(zhì)量。位于Nuremburg的Fraunhofer集成電路IIS研究所日前研發(fā)出與纖維復(fù)合材料相容的RFID轉(zhuǎn)發(fā)器。以玻纖和碳纖為代表的纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)，越來(lái)越多地被應(yīng)用于汽車和飛機(jī)生產(chǎn)。然而，上述纖維對(duì)波頻影響巨大，對(duì)RFID究竟有怎樣的影響還沒(méi)有準(zhǔn)確的說(shuō)法。因此，目前記錄生產(chǎn)流程步驟主要還是靠紙盒鉛筆。

　　集成電路研究所的工程師Tobias Dräger在描述纖維材料對(duì)波頻影響是這樣說(shuō)道：“我們特別研究了RFID技術(shù)相關(guān)波頻受玻璃纖維碳纖維的影響，包括低頻125kHz、高頻13.56MHz和超高頻868MHz。研究發(fā)現(xiàn)三者與玻纖均有良好的相容性，而在碳纖面前信號(hào)被削弱很多。波頻越高，RFID芯片的工作效果越差。”

　　但由于超高頻射線的打探測(cè)范圍達(dá)15米，因此非常適合應(yīng)用于物流和生產(chǎn)領(lǐng)域。可是與與其相容的金屬材料協(xié)同使用時(shí)，想要達(dá)到理想的信息傳輸質(zhì)量，轉(zhuǎn)發(fā)器的造價(jià)十分昂貴。“發(fā)射天線和轉(zhuǎn)發(fā)器使得整個(gè)產(chǎn)品體積變得很大，想要把他們嵌入纖維復(fù)合材料十分困難。”Dräger表示說(shuō)。不過(guò)通過(guò)與航空業(yè)同仁的合作，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)解決了這一問(wèn)題。他們?cè)O(shè)計(jì)出一種超薄發(fā)射天線，可以嵌入表層鋪設(shè)保護(hù)性玻纖的材料中。

　　根據(jù)歐盟統(tǒng)計(jì)署估算，2011年，六分之一的德國(guó)公司采用了RFID技術(shù)。就整個(gè)歐洲而言，這個(gè)數(shù)字是4%。RFID專家Maximilian Roth認(rèn)為未來(lái)RFID的應(yīng)用比例還將上升。“纖維復(fù)合材料領(lǐng)域的蓬勃擴(kuò)展必定提升RFID技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)性。RFID技術(shù)在物流、運(yùn)輸和生產(chǎn)領(lǐng)域的實(shí)證研究也通過(guò)正在進(jìn)行的幾個(gè)先鋒項(xiàng)目如火如荼地開(kāi)展著。“Fraunhofer IIS的另一個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)上馬。此項(xiàng)目收到歐盟資助，命名為“智能纖維”（Smarkfibre）。科學(xué)家們將應(yīng)用RFID技術(shù)，向埋藏于纖維復(fù)合材料中的傳感器傳輸能量和數(shù)據(jù)。此技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)使得風(fēng)機(jī)葉片等產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)得到完整實(shí)時(shí)監(jiān)控。