På vej til den digitale fabrik: Fleksibel mærkning af Sprøjtestøbte dele med laser

I en tid med industriel digitalisering og cirkulær økonomi for at øge bæredygtigheden er denne almindelige tilgang en anakronisme. Den fuldt digitale og kontaktfri mærkning af Sprøjtestøbte dele ved hjælp af lasere giver her et enormt potentiale, som vil blive forklaret nedenfor.

Tilbagekaldelser fra bilproducenter er ikke ualmindelige i dag, og de tilknyttede omkostninger og skader på image er enorme. Med en produktion på flere tusinde køretøjer om dagen er det klart, at tidsstempler med månedlig opløsning ikke er en mulighed. I stedet er det ønskeligt at kunne se på produktionen ned til sekundet, så skader kan lokaliseres præcist i tilfælde af et problem. Andre oplysninger som materialebatch, produktionsmaskine og operatør er lige så relevante og kan også knyttes til kundeoplysninger.

Det skal dog ikke være en katastrofe for at anerkende fordelene ved fleksible digitale løsninger. Hvis man ser på emballageindustrien og dens genbrugsprocesser, opdager man, at meget emballage består af flere lag og forskellige materialer. Emballage bliver stadig mere kompleks, og også her - f.eks. til fødevarer eller lægemidler - kan informationsindholdet og dermed sporbarheden af emballagen forbedres betydeligt.

Hvis produktidentifikation kombineres med forudgående kvalitetskontrol, kan mærkningen ledsages af identifikation af gode/dårlige dele, så man automatisk undgår at bruge dele med dårlig kvalitet. Et trin, der kan knyttes til verificeringen af den anvendte kode.

For at blive ved eksemplet fra bilindustrien: Her er det ikke ualmindeligt efterfølgende at påføre yderligere produktinformation ved hjælp af selvklæbende mærkning. En proces, der kræver ekstra arbejdstrin og logistik og har den ulempe, at disse etiketter kan blive beskadiget eller gå tabt - de er med andre ord ikke nødvendigvis permanente. Dette er ikke tilfældet med lasermærkning, som inkorporerer informationsindholdet i den støbte krop og derfor er lige så permanent som det materiale, som den Sprøjtestøbte del er lavet af. Desuden udgør lasermærkning en betydeligt højere barriere mod produktforfalskning.

Da lasermærkning indebærer et ekstra procestrin i forhold til brugen af standarddele, opstår spørgsmålet om integration og omkostningseffektivitet. Der er flere konceptuelle tilgange.

En elegant mulighed er også at bruge lasermærkningen til at adskille granen og dermed mærke og adskille komponenterne i en enkelt operation._{CO2-laserkilder} med 10,6 µm stråling i det infrarøde (IR) område bruges til dette, da materialet skal fordampes til adskillelsessnittet. Skærekanten kan produceres i meget høj kvalitet til de fleste materialer, og der er ikke behov for efterbehandling. Mærkningen er derefter typisk en gravering, med undtagelse af nogle få materialer.

Med undtagelser - såsom PVC - sker der en Farveskift, som det også kendes fra Mærkning med Fiberlaser i det nærinfrarøde område (NIR).

Fiberlasere bruges med succes til mærkning af produkter i både trykstøbning af aluminium og sprøjtestøbning af plast. Mens materialeinteraktionen med metaller spænder fra udglødningsmærkning (farveændring af metallet på grund af opvarmning) til gravering, er det ønskede resultat i plastsektoren Farveskift. Mange plastmaterialer, f.eks. fyldte eller ufyldte produkter fra PA- eller PP-familierne, reagerer automatisk på laserstråling i NIR-området. Effekten kan dog forbedres ved at tilsætte additiver og f.eks. producere ren hvid mærkning på sort PA66. Et højt kontrastforhold er nødvendigt for maskinlæsbarheden. I mellemtiden er additiverne blevet udviklet i en sådan grad, at det også er muligt at lave mærkninger i andre farver, og der er også frit valg af farver til de støbte dele.

Hvis mærkningsprocessen tidligere var defineret som et ekstra procestrin, kan der opnås betydelige besparelser i hele proceskæden - hvis lasermærkning permanent erstatter etiketter og standarddele. I den digitalt styrede produktionsproces forsvinder fejlkilder som f.eks. forkert placerede datopile og hele indsatsen for standarddelene i selve formfremstillingen. Oplysningerne om mærkningen ved Farveskift kan vises som Almindelig tekst og med de sædvanlige symboler, men også som en datamatrixkode. I hvert enkelt tilfælde er det vigtigt at overveje, hvor meget information og hvilken type, størrelse og cyklustid for mærkningen, der er passende. Denne beslutning kan til enhver tid vendes og tilpasses nye forhold. Maksimal fleksibilitet i produktionen med øget gennemsigtighed i produktets livscyklus opfylder kundernes og lovgivningens krav på en lige så effektiv og omkostningsbevidst måde.

At den industrielle laserteknologi, som nu har været tilgængelig i 60 år, hele tiden udvikler sig og åbner nye døre, kan ses på de årlige stigninger i salgstallene. Ud over den laserbaserede afgratning af Sprøjtestøbte dele er de beskrevne applikationer et andet nyttigt anvendelsesområde til at indføre mere bæredygtighed i plastforarbejdningsindustrien og samtidig øge de enkelte leverandørers konkurrenceevne.