Znakowanie części przemysłowych

Znakowanie części i komponentów przemysłowych – numery seryjne, Data Matrix i identyfikowalność

Znakowanie części przemysłowych pozwala nanosić numery seryjne, kody Data Matrix, numery partii, oznaczenia techniczne i inne dane bezpośrednio na komponent albo na powiązany z nim nośnik. W zależności od materiału i wymaganej trwałości można zastosować znakowanie laserowe Fiber lub UV, druk atramentowy CIJ i TIJ, etykietowanie oraz automatyczną kontrolę kodów.

Rozwiązanie jest przeznaczone przede wszystkim dla producentów części, podzespołów, maszyn, urządzeń, komponentów automotive, elementów elektrycznych i technicznych, którzy potrzebują jednoznacznie identyfikować produkt na kolejnych etapach produkcji.

DANE IDENTYFIKACYJNE I PRODUKCYJNE

Co można nanosić na części przemysłowe?

Treść oznaczenia zależy od funkcji elementu i procesu produkcyjnego. W praktyce technologia powinna być dobierana nie tylko do materiału. Znaczenie mają również treść oznaczenia, wielkość kodu, rodzaj powierzchni, dalsza obróbka, szybkość produkcji, warunki eksploatacji i moment, w którym oznaczenie będzie później odczytywane.

Trwałe znakowanie ma sens wtedy, gdy oznaczenie powinno pozostać związane z konkretną częścią również po montażu, magazynowaniu, transporcie lub wieloletniej eksploatacji. Oznaczenie technologiczne używane tylko podczas produkcji może natomiast wymagać zupełnie innego rozwiązania.

Na częściach można wykonywać między innymi:

numer seryjny,
numer partii lub LOT,
kod produktu,
Data Matrix,
kod QR,
kody kreskowe,
datę produkcji,
oznaczenie linii lub zmiany,
numer maszyny albo gniazda,
parametry techniczne,
symbol materiału,
znaki kontroli jakości,
logo producenta,
informacje serwisowe.

Na jednym elemencie może znajdować się jednocześnie tekst czytelny dla operatora i kod przeznaczony do automatycznego odczytu.

Numer seryjny może identyfikować pojedynczą część, natomiast numer partii odnosi się zwykle do grupy elementów powstałych w określonym procesie. Rozróżnienie tych dwóch danych ma kluczowe znaczenie przy budowie systemu identyfikowalności.

DOBÓR TECHNOLOGII

Jak dobrać odpowiednie rozwiązanie do znakowania części?

Nie istnieje jedna technologia właściwa dla wszystkich komponentów. O wyborze powinny decydować materiał, powierzchnia, geometria, treść oznaczenia, wymagana trwałość i dalsze procesy.

Zastosowanie	Technologia do pierwszej analizy	Najważniejsze kryterium
Trwałe znakowanie metalu	Fiber Laser	materiał i oczekiwany efekt
Stal nierdzewna i aluminium	Fiber Laser	powłoka i kontrast
Data Matrix DPM	Fiber + kontrola DPM	geometria i jakość kodu
Głębokie grawerowanie	Laser dużej mocy	wymagana głębokość i trwałość
Precyzyjne znakowanie tworzyw	UV po próbie	reakcja konkretnego polimeru
Kod technologiczny na linii	CIJ	prędkość i odległość od głowicy
Formalna kontrola Data Matrix DPM	REA VERIFIER	metoda weryfikacji i oświetlenie

Kluczowe znaczenie mają: materiał + powierzchnia + treść oznaczenia + wymagana trwałość + dalsze procesy + geometria + szybkość produkcji + sposób kontroli.

METAL I TRWAŁE OZNACZENIA

Trwałe znakowanie metalu – stal nierdzewna, aluminium i elementy metalowe

Trwałe znakowanie metalu stosuje się tam, gdzie informacja powinna zachować czytelność mimo dalszej obróbki, montażu lub użytkowania elementu. Dotyczy to między innymi stali nierdzewnej, stali konstrukcyjnej, aluminium, części obrabianych CNC, odlewów, narzędzi, elementów maszyn, tabliczek znamionowych i komponentów motoryzacyjnych.

Dla wielu takich aplikacji podstawową technologią do analizy jest laser Fiber. Może wykonywać tekst, numery seryjne oraz kody 1D i 2D na metalach i wybranych tworzywach technicznych.

Informacja „część ze stali nierdzewnej” nadal nie wystarcza do ustalenia parametrów procesu. Znaczenie ma wykończenie powierzchni, wcześniejsza obróbka, powłoka oraz oczekiwany efekt optyczny.

Więcej o doborze technologii do samego materiału opisujemy na stronie dotyczącej przemysłowego znakowania metalu.

Rekomendowane rozwiązania do znakowania części przemysłowych

REA LASER FL

Fiber Laser do precyzyjnego i trwałego znakowania metali oraz wybranych tworzyw technicznych, w tym numerów seryjnych i kodów 2D.

REA LASER HD

System do zastosowań wymagających intensywnego procesu i głębokiego grawerowania elementów metalowych.

REA LASER UV 5W

Laser UV do precyzyjnego znakowania odpowiednio dobranych tworzyw sztucznych i materiałów wymagających ograniczonego wpływu cieplnego.

REA VeriCube DPM

Weryfikator przeznaczony do profesjonalnej oceny kodów Data Matrix wykonywanych bezpośrednio na częściach.

LASER FIBER I UV

Znakowanie laserowe części – trwałość bez atramentu

Znakowanie laserowe jest procesem bezkontaktowym i nie wykorzystuje atramentu do utworzenia oznaczenia. W zależności od materiału i ustawień procesu laser może powodować zmianę koloru powierzchni, usunięcie lakieru lub powłoki, ablację, spienienie wybranych tworzyw, zmianę struktury powierzchni albo grawerowanie.

Dlatego pojęcie „laserowe znakowanie części” obejmuje różne efekty technologiczne.

Nie każde oznaczenie laserowe jest grawerem i nie każde trwałe oznaczenie wymaga usuwania dużej ilości materiału.

Jeżeli część będzie później piaskowana, śrutowana, lakierowana albo intensywnie ścierana, może być potrzebny inny efekt niż w przypadku kodu odczytywanego bezpośrednio po znakowaniu.

GŁĘBOKOŚĆ I ODPORNOŚĆ

Grawerowanie laserowe – kiedy potrzebne jest głębokie oznaczenie?

Grawerowanie laserowe oznacza usuwanie materiału i tworzenie fizycznego zagłębienia w powierzchni. Takie rozwiązanie warto rozważyć, gdy oznaczenie musi zachować się po intensywnym ścieraniu, dalszej obróbce powierzchni, malowaniu lub długim okresie użytkowania.

Jednocześnie większa głębokość nie powinna być celem samym w sobie.

Najlepsza głębokość oznaczenia to taka, która zapewnia wymaganą trwałość, ale nie powoduje niepotrzebnej ingerencji w część.

Przy elementach konstrukcyjnych wymagania dotyczące głębokości i położenia oznaczenia powinny uwzględniać również dokumentację technologiczną danego produktu.

Próba znakowania na rzeczywistym komponencie

Najbardziej wiarygodny wybór technologii daje test na rzeczywistym elemencie, najlepiej w warunkach zbliżonych do produkcyjnych.

Do próby warto przekazać kilka części oraz informacje o materiale, powłoce, treści oznaczenia, dalszej obróbce i wymaganej trwałości.

Przy laserze ocenia się m.in. kontrast, ostrość i wpływ na powierzchnię, a przy druku atramentowym — przyczepność, czas schnięcia i odporność. W przypadku kodów 2D sprawdza się również ich czytelność.

Jeśli część jest później malowana, anodowana lub lakierowana, test należy wykonać także na finalnej powierzchni.

DIRECT PART MARKING

Bezpośrednie znakowanie części – Direct Part Marking DPM

Direct Part Marking, czyli DPM, oznacza wykonanie identyfikatora bezpośrednio na komponencie, a nie wyłącznie na etykiecie lub opakowaniu.

Dzięki temu kod może pozostać związany z elementem po usunięciu opakowania, montażu, magazynowaniu, transporcie, obsłudze serwisowej i dalszej eksploatacji.

DPM jest szczególnie przydatny przy częściach wymagających długotrwałej identyfikacji.

DPM opisuje sposób związania identyfikatora z częścią, a nie jedną konkretną technologię wykonania. Kod bezpośredni może być wykonany różnymi technologiami, pod warunkiem uzyskania wymaganej trwałości i jakości.

DATA MATRIX I TRACEABILITY

Data Matrix na części – mały kod, duże możliwości identyfikacji

Data Matrix jest szczególnie użyteczny tam, gdzie dostępna powierzchnia jest niewielka. Kod może identyfikować numer seryjny, indeks produktu, partię, wariant części, zakład, zlecenie albo zapis znajdujący się w bazie danych.

Nie ma przy tym konieczności zapisywania całej historii procesu bezpośrednio w kodzie.

W systemie traceability kod może pełnić funkcję jednoznacznego klucza prowadzącego do rekordu zawierającego historię części.

Na jakość Data Matrix wpływają między innymi wielkość modułu, kontrast, geometria, metoda znakowania, struktura powierzchni i późniejszy sposób oświetlenia.

Lepszym celem niż „najmniejszy możliwy kod” jest najmniejszy kod, który można powtarzalnie wykonać i niezawodnie odczytywać w rzeczywistych warunkach procesu.

WERYFIKACJA DPM

Weryfikacja kodów DPM i kontrola jakości

Kod wykonany bezpośrednio na metalu może być znacznie trudniejszy do oceny niż czarny nadruk na białej etykiecie. Wpływ mają połysk powierzchni, refleksy, chropowatość, kierunek obróbki mechanicznej, głębokość znaku, geometria elementu i sposób oświetlenia.

Dlatego samo sprawdzenie, że jeden czytnik odczytał Data Matrix, nie oznacza jeszcze profesjonalnej weryfikacji jego jakości.

Odczyt odpowiada na pytanie „czy urządzenie potrafi odczytać kod?”. Weryfikacja jakości odpowiada na inne pytanie: „jaką jakość ma symbol według określonej metody oceny?”.

Te dwa procesy nie powinny być traktowane jako zamienne. W zależności od procesu system wizyjny może dodatkowo kontrolować obecność, pozycję i poprawność treści oznaczenia.

TWORZYWA I DELIKATNE POWIERZCHNIE

Precyzyjne znakowanie tworzyw sztucznych

Części przemysłowe są wykonywane nie tylko z metalu. Obudowy, złącza, elementy elektroniczne, podzespoły techniczne i części medyczne mogą być wykonane z ABS, PA, PP, PE, PC, POM oraz innych tworzyw technicznych i mieszanek.

W przypadku tworzyw sztucznych efekt zależy nie tylko od nazwy polimeru. Znaczenie mają również pigmenty, wypełniacze, dodatki i kolor. Do precyzyjnych oznaczeń na odpowiednio dobranych materiałach można analizować laser UV 355 nm.

Dwa elementy opisane przez dostawcę jako ten sam rodzaj tworzywa mogą reagować na laser inaczej, jeśli różnią się pigmentami lub dodatkami. Dlatego ostateczny efekt należy potwierdzić na finalnym komponencie.

Więcej o samych materiałach opisujemy na stronie dotyczącej znakowania tworzyw sztucznych.

CIJ I OZNACZENIA TECHNOLOGICZNE

Druk atramentowy na częściach przemysłowych

Trwałe znakowanie nie jest potrzebne w każdym procesie. Jeżeli informacja ma służyć przede wszystkim do identyfikacji etapu produkcji, kontroli partii albo montażu, odpowiednie rozwiązanie może stanowić druk atramentowy.

Technologia CIJ umożliwia bezkontaktowe nanoszenie oznaczeń również na elementach o nieregularnych kształtach i w sytuacji, gdy odległość produktu od głowicy nie jest tak mała i stabilna jak przy TIJ.

REA JET SC 2.0 może wykonywać krótkie teksty, numery partii, oznaczenia technologiczne i kody na produktach przemieszczających się na linii. Atrament musi zostać dobrany do konkretnego materiału oraz warunków późniejszej eksploatacji.

Druk atramentowy może być lepszym rozwiązaniem niż laser wtedy, gdy oznaczenie jest potrzebne tylko na określonym etapie produkcji i nie ma wymogu trwałego zmieniania powierzchni części.

CYKL ŻYCIA CZĘŚCI

Trwałe oznaczenie czy kod technologiczny?

Przy wyborze metody warto najpierw ustalić funkcję informacji. Kod technologiczny może być potrzebny tylko przed montażem, pomiędzy stanowiskami, podczas kontroli jakości, przed malowaniem albo do rozpoznania partii. Numer seryjny końcowego produktu może natomiast pozostać na elemencie przez wiele lat.

Moment nanoszenia informacji może mieć takie samo znaczenie jak wybór urządzenia. Jeżeli po znakowaniu część będzie lakierowana, anodowana, galwanizowana, hartowana, piaskowana, śrutowana, frezowana albo myta agresywną chemią, należy sprawdzić, czy oznaczenie przetrwa kolejną operację.

W praktyce możliwe są trzy scenariusze: znakowanie przed obróbką → znakowanie po obróbce → dwa różne oznaczenia na różnych etapach.

W przemyśle motoryzacyjnym identyfikacja części wspiera kontrolę produkcji, montażu i jakości. Zobacz również rozwiązania REA dla przemysłu motoryzacyjnego.

Sam fakt, że część trafia do branży automotive, nie określa technologii znakowania. Inaczej znakowany może być aluminiowy korpus, inaczej stal nierdzewna, a jeszcze inaczej obudowa z tworzywa.

AUTOMATYZACJA STANOWISKA

Integracja systemu znakowania z linią produkcyjną

Automatyczne systemy znakowania mogą zostać zintegrowane bezpośrednio z linią produkcyjną. Nie powinno się jednak zakładać, że każda integracja jest „łatwa”.

Trzeba przeanalizować miejsce montażu, pozycję części, transport produktu, dostęp do pola znakowania, zabezpieczenia, sygnały sterujące, wyzwalanie procesu, szybkość produkcji, system kontroli i wymianę danych.

Przy laserze dochodzą również wymagania związane z bezpieczeństwem i konstrukcją stanowiska.

Integracja systemu znakowania jest jednocześnie zadaniem mechanicznym, elektrycznym, automatycznym i – gdy wykorzystywane są dane zmienne – informatycznym.

MES, ERP I KONTROLA DANYCH

Integracja z systemami MES, ERP i bazami danych

Nowoczesny system może otrzymywać dane bez ręcznego wpisywania ich przez operatora. Źródłem mogą być PLC, MES, ERP, baza danych, receptura produkcyjna, system jakości lub nadrzędne oprogramowanie produkcyjne.

Przykładowy proces:

identyfikacja zlecenia → pobranie danych → znakowanie → system wizyjny lub czytnik → decyzja OK/NOK → zapis rezultatu

Integracja z systemami MES może umożliwić automatyczne przekazywanie odpowiednich danych do stanowiska zgodnie z aktualnym zleceniem.

Najgroźniejszym błędem nie zawsze jest brak oznaczenia. Część może otrzymać perfekcyjnie wykonany kod zawierający dane przeznaczone dla innego produktu.

Dlatego kontrola treści powinna być projektowana oddzielnie od kontroli jakości graficznej.

NAJCZĘSTSZE WYZWANIA

Wyzwania związane ze znakowaniem części i komponentów

Powierzchnia, olej i powłoka

Olej, chłodziwo, lakier, warstwa anodowa lub inna powłoka mogą zmieniać przyczepność, kontrast i efekt znakowania.

Mały Data Matrix i refleksy

Zmniejszanie kodu zwiększa wymagania dotyczące geometrii, powtarzalności procesu oraz właściwego oświetlenia odbijającej powierzchni.

Dalsza obróbka i temperatura

Piaskowanie, malowanie, frezowanie albo wysoka temperatura mogą zmienić lub usunąć wcześniej wykonane oznaczenie.

Poprawność danych

Kod może być wykonany perfekcyjnie, ale zawierać dane innego wariantu produktu. Kontrola treści jest osobnym zadaniem.

Przemysłowe znakowanie tuby kartonowej danymi technicznymi i oznaczeniem materiału

Drukarka przemysłowa nanosząca duże oznaczenie techniczne na powierzchnię elementu

Drukarka do rur REA JET nanosząca dane techniczne na zieloną rurę

MASZ PYTANIA?

FAQ – znakowanie części przemysłowych

Dla wielu części ze stali nierdzewnej i aluminium pierwszą technologią do analizy jest laser Fiber. Ostateczny wybór zależy jednak od powierzchni, dalszej obróbki i wymaganego efektu.

Tak. Direct Part Marking umożliwia wykonanie Data Matrix bezpośrednio na komponencie, między innymi za pomocą lasera.

Może zapewniać bardzo trwałe oznaczenie, ale jego rzeczywista odporność zależy od materiału, rodzaju efektu laserowego i późniejszych warunków.

Nie zawsze. Znakowanie może polegać na zmianie koloru albo ablacji warstwy. Grawerowanie wiąże się z usuwaniem materiału i powstaniem zagłębienia.

Laser Fiber może być stosowany do obu materiałów, ale parametry i oczekiwany efekt należy dobrać osobno.

Tak, ale wynik zależy od rodzaju polimeru, pigmentów i dodatków. Dlatego należy wykonać próbę na finalnym materiale.

Tak. Druk atramentowy jest dobrym rozwiązaniem dla wielu oznaczeń technologicznych, numerów partii i danych produkcyjnych, jeżeli nie jest wymagane trwałe zmienianie powierzchni.

Czytnik może potwierdzić możliwość dekodowania. Jeżeli wymagana jest ocena jakości kodu, potrzebny jest odpowiedni proces weryfikacji.

Tak. System znakowania może otrzymywać dane z PLC, MES, ERP lub bazy danych, jeżeli zostanie odpowiednio zintegrowany z infrastrukturą zakładu.

Nie samo w sobie. Oznaczenie identyfikuje część, ale pełna identyfikowalność wymaga również zapisania i powiązania danych o jej historii.

Dobierz system do znakowania swoich części

Prześlij nam rzeczywisty komponent, projekt oznaczenia oraz informacje o materiale, powierzchni, dalszej obróbce i wymaganej trwałości. Sprawdzimy różne technologie i dobierzemy odpowiednie rozwiązanie do konkretnego procesu produkcyjnego.

1Prześlij rzeczywisty komponent w stanie odpowiadającym momentowi znakowania.

2Podaj materiał, powłokę, treść oznaczenia, dalszą obróbkę i wymagania dotyczące trwałości.

3Porównamy technologie, wykonamy próbę i dobierzemy konfigurację do linii produkcyjnej.