Traceability – wie können Bauteile effizient beschriftet werden?

Traceability – wie können Bauteile effizient beschriftet werden?

Traceability – Teilerückverfolgung ist ein zentraler Baustein zur Qualitätssicherung in der Automobilindustrie und Elektroindustrie. Bauteilhersteller wie Zulieferer für die Automobilindustrie müssen für die Einhaltung der Vorgaben des Qualitätsmanagement die Bauteilkennzeichnung und somit die Rückverfolgung der einzelnen Bauteile gewährleisten. Die Kennzeichnung kann mittels Laser, Ink-Jet, Nadelprägung oder elektrochemischer Ätzung durchgeführt werden. Maschinenlesbare Codes gewährleisten die Rückverfolgung aller Bauteile jederzeit während und nach der Produktion und während des gesamten Produktlebenszyklus. Barcodes oder 2D DataMatrix-Codes auf Einzelteilen und Baugruppen bilden die Grundlage der modernen Bauteilbeschriftung, der Bauteil-Direktbeschriftung (DPM – Direct Part Marking).

Für unterschiedliche Materialien eignen sich dabei unterschiedliche Beschriftungsverfahren.

Hier wird zum Beispiel das Beschriftungsverfahren mittel Lasergravur näher beleuchtet. Ein besonders effektives und innovatives Beschriftungsverfahren der neuesten Generation. Viele Materialien können mittels Laser Graviermaschine beschriftet werden. Lasergravur verändert die feste Oberfläche des Werkstoffs punktgenau. Es lassen sich durch das energiereiche gebündelte Licht dabei unterschiedliche Effekte erzielen. Die Beschriftung wird von der Punktwärme erzeugt, die je nach Intensität, Dauer und Material die Oberfläche verändert. Grundsätzlich wird unterschieden zwischen Gravieren, Abtragen, Anlassen, Aufschäumen und Karbonisieren.

Soll zum Beispiel ein Bauteil aus Metall für die Automobilindustrie beschriftet werden, eignet sich Gravieren, Karbonisieren oder die Beschriftung durch Anlassfarben.

Bauteilbeschriftung durch Gravieren: Mit dem Laserstrahl wird Material aus der Oberfläche gedampft. Eine Gravurtiefe bis zu 0,5 mm kann bei gängigen Metallen erreicht werden. Bauteilbeschriftung durch Karbonisierung: Metalle wie Stahl, Edelstahl oder auch Gussteile enthalten neben Metall einen geringen Anteil Kohlenstoff. Der Kohlenstoff ist gleichmäßig im Werkstoff verteilt. Wird jetzt das Bauteil mit einem hoch energetischen Laserstrahl beschossen, verbrennt der Kohlenstoff (verkohlt) teilweise und es bleiben schwarze Rückstände im Metallgitter zurück, die das Metall schwarz verfärben. Durch energiereiche Faserlaser können sowohl einfache Codes als auch komplexe Grafiken, Skalen, Seriennummern oder QR-Codes aufgebracht werden. Bauteilbeschriftung durch Anlassfarben: Die Oberfläche von Metallen kann im Temperaturbereich zwischen 200 °C und 500 °C dauerhaft verfärbt werden. Die Anlassfarben wechseln dabei alle 10 °C im Spektrum. Von Hellgelb bis Dunkelgrau sind zahlreiche Nuancen möglich. Für die Lasermarkierung kommen die dunkleren Farbtöne zum Einsatz. Über die reine Markierung hinaus sind mehrfarbige Grafiken auf Metalloberflächen für moderne Laser Graviermaschinen kein Problem. Zahlreiche Metall-Bauteile für die Automobilindustrie bestehen aus Metallen wie Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Aluminium-Legierungen und können mit den oben genannten Verfahren gekennzeichnet werden.

Die Beschriftung von Kunststoff-Bauteilen richtet sich nach dem verwendeten Kunststoff

Darüber hinaus sind auch Bauteile aus Kunststoffen wie Polyamide, Polypropylene, PVC und ABS oder Verbundwerkstoffen eine feste Größe im Automobilbau. Bei der Kunststoff-Lasergravur bestimmt der Kunststoff die Methode. Handelt es sich um thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe, um geschäumte, einlagige, mehrlagige oder transparente Bauteile? Je nach Material werden für die Beschriftung von Kunststoffen folgende Effekte genutzt: Abtragen, Einfärben, Einbrennen und Aufschäumen. Bei PP (Polypropylen) nutzt man den Effekt, dass sich die Farbe der Oberfläche verändert, wenn sie von Laserlicht getroffen wird. Bereits bei niedrigen Temperaturen erhält man einen deutlichen Kontrast. Damit sind PP-Bauteile besonders für die Gravur mittels Graviermaschine geeignet. Ein sehr interessantes Verfahren nutzt die Eigenschaft mancher Kunststoffe bei Wärmeeinfluss aufzuschäumen. PVC (Polyvinylchlorid) lässt sich durch dieses Verfahren während der Produktion fortlaufend mit den wichtigsten Informationen beschriften. Besonders geeignet sind Bauteile aus dunklem PVC, da sich die aufgeschäumte Oberfläche dann hell abhebt.

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