Úton a digitális gyár felé: fröccsöntött alkatrészek rugalmas jelölése lézerrel
A fröccsöntés során a jelölési szabványok széles körben használt megoldás az anyagazonosítás, valamint a gyártási dátum évekre és hónapokra lebontva történő feltüntetésére a fröccsöntött alkatrészen. A beszerzési költségeken kívül a szabványok a gyártás során is többletköltségeket okoznak, és magát a fröccsöntőszerszámot is megdrágítják.
Az ipari digitalizáció és a fenntarthatóságot növelő körforgásos gazdaság korában ez a közös megközelítés anakronizmus. A fröccsöntött alkatrészek lézerrel történő, teljesen digitális és érintésmentes jelölése itt hatalmas lehetőségeket kínál, amelyeket az alábbiakban ismertetünk.
Az autógyártók visszahívásai manapság nem ritkák, és az ezzel járó költségek és az imázsnak okozott károk óriásiak. A napi több ezer jármű gyártási teljesítménye mellett egyértelmű, hogy a havi felbontású időbélyegek nem jöhetnek szóba. Inkább az a kívánatos, hogy másodperces pontossággal lehessen áttekinteni a termelést, hogy probléma esetén pontosan lokalizálni lehessen a károkat. Más információk, mint például az anyagtétel, a gyártógép és a kezelő ugyanolyan fontosak, és az ügyféladatokkal is összekapcsolhatók.
Nem kell azonban katasztrófának lennie ahhoz, hogy felismerjük a rugalmas digitális megoldások előnyeit. Ha megnézzük a csomagolóipart és annak újrahasznosítási folyamatait, rájövünk, hogy sok csomagolás többrétegű és különböző anyagokból áll. A csomagolás egyre összetettebbé válik, és itt is - például élelmiszeripari vagy gyógyszeripari alkalmazások esetében - jelentősen javítható a csomagolás információtartalma és ezáltal nyomon követhetősége.
Ha a termékazonosítást összekapcsolják a minőség-ellenőrzéssel, a címkézés mellé a jó/rossz alkatrész azonosítása is társulhat, így automatikusan elkerülhető a rosszul minősített alkatrészek használata. Ez a lépés összekapcsolható az alkalmazott kód ellenőrzésével.
Az autóipari példánál maradva: Itt nem ritka, hogy utólag kiegészítő termékinformációkat alkalmaznak ragasztott címkézéssel. Ez a folyamat további munkafolyamatokat és logisztikát igényel, és hátránya, hogy ezek a címkék megsérülhetnek vagy elveszhetnek - más szóval nem feltétlenül tartósak. Nem ez a helyzet a lézeres jelölés esetében, amely az információtartalmat a fröccsöntött testbe építi be, és ezért ugyanolyan tartós, mint az anyag, amelyből a fröccsöntött alkatrész készül. Ráadásul a lézeres jelölés lényegesen nagyobb akadályt jelent a termékhamisítással szemben.
Mivel a lézeres jelölés a szabványos alkatrészek használatához képest egy további folyamatlépést jelent, felmerül az integráció és a költséghatékonyság kérdése. Többféle koncepcionális megközelítés létezik.
Az egyik elegáns lehetőség az, hogy a lézeres jelölővel az öntvényt is szétválasztjuk, így az alkatrészek jelölése és szétválasztása egyetlen műveletben történik. Ehhez az infravörös (IR) tartományban 10,6 µm-es sugárzással rendelkezőCO2 lézerforrásokat használnak, mivel a szétválasztó vágáshoz anyagot kell elpárologtatni. A vágott él a legtöbb anyag esetében nagyon jó minőségben készíthető el, és nincs szükség utófeldolgozásra. A jelölés ezután néhány anyag kivételével jellemzően gravírozás.
A kivételektől eltekintve - mint például a PVC - színváltozás következik be, amint az a közeli infravörös tartományban (NIR) működő szálas lézerrel történő jelölésből is ismert.
A szálas lézereket sikeresen alkalmazzák a termékjelölésre mind az alumínium öntvények, mind a műanyag fröccsöntés során. Míg a fémekkel való anyagi kölcsönhatás az izzításos jelöléstől (a fém színváltozását a melegítés hatására) a gravírozásig terjed, addig a műanyagiparban a kívánt eredmény a színváltozás. Számos műanyag, például a PA- vagy PP-családba tartozó töltött vagy töltetlen termékek automatikusan reagálnak a NIR tartományban lévő lézersugárzásra. A hatás azonban adalékanyagok hozzáadásával fokozható, és például fekete PA66-on tiszta fehér feliratozás készíthető. A gépi olvashatósághoz nagy kontrasztarányra van szükség. Időközben az adalékanyagok olyan mértékben fejlődtek, hogy más színű jelölések is lehetségesek, és az öntött alkatrészek színei is szabadon választhatók.
Ha a jelölési folyamatot korábban kiegészítő folyamatlépésként határozták meg, jelentős megtakarítások érhetők el a teljes folyamatláncban - ha a lézeres jelölés tartósan helyettesíti a címkéket és a szabványos alkatrészeket. A digitálisan vezérelt gyártási folyamatban ekkor olyan hibaforrások is eltűnnek, mint a helytelenül elhelyezett dátumnyilak és a szerszámgyártás során a szabványos alkatrészekhez szükséges teljes ráfordítás. A színváltozással történő jelölés információi megjeleníthetők egyszerű szövegként és a szokásos szimbólumokkal, de adatmátrixkódként is. Minden egyes esetben fontos mérlegelni, hogy mennyi információ és milyen típusú, méretű és ciklusidejű jelölés a megfelelő. Ez a döntés bármikor megfordítható és az új körülményekhez igazítható. A gyártás maximális rugalmassága és a termék életciklusának fokozott átláthatósága egyaránt hatékonyan és költségtudatosan teljesíti az ügyfelek és a jogszabályok követelményeit.
Hogy az ipari lézertechnológia, amely immár 60 éve áll rendelkezésre, folyamatosan fejlődik és új kapukat nyit meg, azt az értékesítési számok éves növekedése is mutatja. A fröccsöntött alkatrészek lézeres gátmentesítésén kívül a leírt alkalmazások egy másik hasznos alkalmazási területet jelentenek a műanyag-feldolgozó ipar fenntarthatóságának növelésére és egyúttal az egyes beszállítók versenyképességének növelésére.
