Protéger les capteurs FlexiForce des forces de cisaillement

Les capteurs de force ultra-minces, tels que les capteurs FlexiForce, représentent des composants électroniques intégrables particulièrement adaptés aux dispositifs intelligents nécessitant une réaction à la force. Grâce à leurs propriétés mécaniques, ils peuvent être facilement incorporés dans des espaces restreints.

Cependant, selon les exigences de l’application, il peut s’avérer nécessaire de mettre en place des méthodes spécifiques afin de préserver ces capteurs des forces de cisaillement, et ainsi prolonger leur durée de vie. Plusieurs recommandations peuvent être appliquées :

1. Assurer une mise en charge uniforme

La manière la plus efficace pour garantir une répartition homogène de la force sur le capteur consiste à utiliser un concentrateur de charge, également appelé "puck". L’ajout de matériaux rigides tels que le néoprène, le polycarbonate, le delrin ou l’acier inoxydable sur la zone de mesure du capteur permet de concentrer efficacement la charge.

Il est généralement conseillé de suivre la règle dite "100-70", selon laquelle 100 % de la force est appliquée sur 70 à 85 % de la zone sensible du capteur. Cette pratique contribue à obtenir des mesures de force plus répétables et à protéger le capteur en cas de déplacement de l’applicateur ou de l’actionneur au fil du temps. Des concentrateurs de charge sont disponibles à la vente sur le site du fabricant.

2. Prendre en compte les forces de cisaillement dans la conception

Il est recommandé aux ingénieurs souhaitant intégrer des capteurs de force flexibles à leurs projets d’anticiper et d’éviter l’apparition de forces de cisaillement, c’est-à-dire toute force qui n’est pas normale au plan de la zone sensible du capteur. Un cisaillement excessif peut en effet entraîner une dégradation progressive de la sensibilité du capteur.

Une fois de plus, l’utilisation d’un concentrateur de charge permet de limiter l’impact des charges non normales et donc des forces de cisaillement. Toutefois, si l’application implique des interfaces souples, des précautions supplémentaires peuvent être nécessaires. Ces matériaux souples peuvent se déformer ou glisser, générant ainsi du cisaillement à la surface du capteur.

Pour limiter ce phénomène, il est recommandé de coller ou fixer un matériau de protection rigide afin d’isoler le capteur des forces de cisaillement et de ne transmettre que les forces normales.

3. Utiliser des moyens de fixation adaptés

Il est vivement conseillé d’employer un ruban adhésif double face pour fixer les capteurs de force. Cette solution permet d’obtenir une surface plane et représente une option économique pour la production en série.

En revanche, il convient d’éviter l’usage d’époxies ou de sprays à prise dure, qui peuvent générer des points de pression indésirables susceptibles de perturber la transmission de la force vers le capteur.