煕煕姸姸
26-10-01 00:06 微博认证:数码博主 超话小主持人(Apple超话)

Apple多年以来一直在探索,如何把织物变成电子产品的功能部件。

而这项最新获批专利,代表相关研究进入更成熟的阶段:该制造工艺能够直接将电子元件集成到经编与编织结构内部,而非等织物织造完成后,再外接电子器件。

这份专利介绍了含导电丝线、电子元件与预留空腔的经编间隔织物以及编织结构,可让电路成为织物本身不可分割的一部分。

Apple指出了限制智能织物发展的核心难题之一:普通织物具备柔韧性,但芯片、传感器与电路连接点大多是硬质结构,反复弯折、拉伸会损坏信号线路或是造成元件松脱,降低整体可靠性。

这项技术更重要的突破,是Apple选择在生产环节解决上述力学问题。

Apple提出一种针织、编织设备,设备的各个单元可以独立控制。在置入电子元件时,织物的正常织造流程可以临时减速、暂停或是调整结构,随后设备继续在元件周围织造面料,相当于在织物成型的过程中,直接把电子器件包裹在织物内部。

这相比单纯嵌入导电纱线是重要的跨越,这套方案设想将发光器件、集成电路、传感器、触觉反馈元件与控制电路,直接作为织物结构的组成部分,导电丝线则充当电力、数据与各类信号的传输通路。

在经编方案中,Apple描述了一种三维间隔织物,包含两层针织表层,两层之间由连接丝束支撑。

针织系统可以选择性断开部分间隔丝束,从而在织物内部形成空腔,置入工具将电子元件放入空腔,之后针织工序继续,周边丝束将空腔闭合,把元件包裹在内。

导电丝线可以在两层表层之间延伸并穿过这些空腔,为内置元件提供电路连接,而间隔结构能够固定导体在织物内部的位置。

Apple同时着手解决硬质电子元件与柔性纱线衔接的薄弱位置,元件可以设计凹槽或凹陷结构,卡住导电丝线,减少织物弯折拉伸时电路接头松脱的概率。

专利还提到,可将导体焊接至元件触点,并对连接位置做封装处理,提升机械强度,隔绝外界环境带来的损耗。

专利方案支持在整块织物上分布多个元件空腔,有望打造布满传感器、灯光或其他电子节点网络的织物,而不是只加装单一外置电子模块,织物的不同区域可以针对性设计,用来容纳元件,同时保留周边织物原有结构。

苹果将同一思路拓展至编织结构,编织机器可以临时调整运转速度与编织形态,置入工具固定元件位置,纱线在元件外侧完成编织,导电丝线贯穿编织结构,和内置器件形成电路连接。

专利提到,机器可调控编织角度,在纱线环绕元件编织时降低织造速度,让常规纺织设备可以容纳这类会干扰编织流程的元器件。

这项专利的价值,不在于把电子放进织物这个想法——Apple已经研究多年;重点在于解决电子织物如何稳定、规模化量产的难题。

Apple将织物本体、电路架构和生产设备作为一套完整系统来设计,针织或编织设备预先知晓电子元件的安放位置,提前预留空间、布设导电通路,暂停生产、置入元件,再继续在元件外围织造面料。

对比织物成型后再粘贴电子器件的方案,这套方式能让智能织物更容易规模化生产,同时拥有更强的结构耐用性。

专利中描述的潜在应用场景十分广泛,包含衣物、绑带、腕带、头带、箱包、家具,以及电子产品上的织物部件,Apple还特别提及可穿戴小型设备,例如腕戴产品、耳机,以及集成在眼镜上的器件。

这份专利并不代表Apple即将推出商用智能服装或其他织物产品。

但证明,Apple正在攻克实验性电子织物走向实用产品过程中最难的工程障碍之一:如何在柔性材料内部布设分布式电子元件,同时不损失织物原本的耐用性与柔韧性。

从这个角度来看,该专利推动Apple持续多年的智能织物研究,从智能织物本身的设计,进一步延伸到生产所需的设备与制造工艺研发。

发布于 浙江