Znakowanie numerów seryjnych

Współczesny przemysł opiera się na precyzji, kontroli i identyfikowalności. Każdy komponent, od najmniejszej śrubki w urządzeniu medycznym po blok silnika w samochodzie, musi posiadać unikalny identyfikator. Laserowe znakowanie numerów seryjnych, zwłaszcza przy użyciu technologii światłowodowej, stało się złotym standardem w tej dziedzinie. Zapewnia ono nie tylko niezrównaną trwałość i czytelność, ale także szybkość i elastyczność, kluczowe w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych. W tym artykule zgłębimy, jak działa znakowanie metalu laserem fiber, jakie czynniki decydują o jego jakości, jakie regulacje prawne mu towarzyszą i jaka przyszłość czeka tę dynamicznie rozwijającą się technologię.

Parametry lasera fiber a jakość znakowania metalu

Uzyskanie idealnego, trwałego i czytelnego oznaczenia na powierzchni metalu nie jest dziełem przypadku, lecz wynikiem precyzyjnego doboru parametrów pracy lasera. To właśnie one decydują o rodzaju interakcji wiązki z materiałem, a co za tym idzie – o ostatecznym wyglądzie i właściwościach znaku. Kluczowe parametry lasera fiber do metalu to moc, prędkość, częstotliwość oraz czas trwania impulsu. Ich wzajemna korelacja pozwala na osiągnięcie różnych efektów, od delikatnego wyżarzania po głębokie grawerowanie. Niewłaściwe ustawienia mogą prowadzić do uszkodzenia materiału, nieczytelnego znaku lub braku jego trwałości, dlatego zrozumienie ich roli jest fundamentalne dla każdego operatora systemu laserowego.

Moc lasera (wyrażana w watach, W) bezpośrednio wpływa na energię dostarczaną do materiału. Wyższa moc pozwala na głębsze grawerowanie i szybsze znakowanie, ale może też prowadzić do nadmiernego topnienia i powstawania strefy wpływu ciepła. Prędkość skanowania (mm/s) określa, jak szybko wiązka lasera przemieszcza się po powierzchni. Istnieje tu kompromis – większa prędkość oznacza krótszy czas cyklu, ale może wymagać wyższej mocy do uzyskania odpowiedniego kontrastu. Z kolei częstotliwość impulsów (kHz) definiuje, ile impulsów laserowych uderza w materiał w ciągu sekundy. Wysoka częstotliwość sprzyja uzyskaniu gładkich, jednolitych oznaczeń metodą wyżarzania, podczas gdy niższa jest często stosowana przy grawerowaniu wgłębnym.

Porównanie technik znakowania laserowego

Termin „znakowanie laserowe” obejmuje kilka odmiennych procesów fizycznych, z których każdy daje inny rezultat i jest odpowiedni do różnych zastosowań. Wybór odpowiedniej metody jest kluczowy dla osiągnięcia pożądanego efektu – czy to maksymalnej trwałości, wysokiego kontrastu, czy zachowania nienaruszonej struktury powierzchni. Dwie najpopularniejsze techniki znakowania laserowego to wyżarzanie (annealing) oraz grawerowanie (engraving). Choć obie wykorzystują energię lasera, ich mechanizm i efekt końcowy znacząco się różnią, co ma bezpośrednie przełożenie na ich zastosowanie w przemyśle.

Wyżarzanie, grawerowanie i ablacja – kluczowe różnice

Podstawowa różnica między głównymi technikami polega na tym, co dzieje się z materiałem pod wpływem wiązki lasera. Każda z metod ma swoje unikalne zalety i jest preferowana w określonych sytuacjach, w zależności od rodzaju metalu, wymagań dotyczących trwałości oraz estetyki.

Wyżarzanie (annealing): Jest to proces termiczny, w którym laser podgrzewa powierzchnię metalu (np. stali nierdzewnej, tytanu) tuż poniżej jego temperatury topnienia. Powoduje to lokalną zmianę struktury krystalicznej i kontrolowaną oksydację, tworząc bardzo trwałe, czarne lub kolorowe oznaczenie bez usuwania materiału. Znak jest gładki w dotyku i nie narusza odporności na korozję, co jest kluczowe np. w branży medycznej.
Grawerowanie (engraving): W tym procesie energia lasera jest na tyle wysoka, że powoduje odparowanie (ablację) materiału, tworząc w nim fizyczne zagłębienie. Grawer jest niezwykle odporny na ścieranie i trudne warunki środowiskowe. Technika ta jest idealna do znakowania części narażonych na zużycie mechaniczne, np. w przemyśle motoryzacyjnym czy narzędziowym.
Ablacja (ablation): Polega na usuwaniu cienkiej warstwy wierzchniej (np. farby, powłoki anodowanej, tlenku) w celu odsłonięcia kontrastującego materiału pod spodem. Jest to szybka i efektywna metoda tworzenia jasnych znaków na ciemnym tle (lub odwrotnie).

Studia przypadków: zastosowania znakowania laserowego w przemyśle

Teoretyczne rozważania na temat parametrów i technik nabierają pełnego znaczenia, gdy przyjrzymy się ich praktycznym zastosowaniom. Laserowe znakowanie numerów seryjnych jest dziś wszechobecne w niemal każdej gałęzi przemysłu, gdzie identyfikowalność (traceability) jest nie tylko dobrą praktyką, ale często wymogiem prawnym. Technologia światłowodowa, dzięki swojej precyzji i niezawodności, zrewolucjonizowała sposób, w jaki firmy śledzą swoje produkty na każdym etapie ich cyklu życia – od produkcji, przez dystrybucję, aż po serwis i recykling.

W przemyśle motoryzacyjnym laserami znakuje się bloki silników, elementy skrzyń biegów czy numery VIN, co jest kluczowe dla procesów gwarancyjnych i akcji serwisowych. W branży medycznej instrumenty chirurgiczne i implanty otrzymują unikalne kody UDI (Unique Device Identification) metodą wyżarzania, co gwarantuje sterylność i biokompatybilność. W elektronice nawet najmniejsze układy scalone i obudowy są znakowane kodami Datamatrix w celu kontroli jakości. Z kolei w sektorze lotniczym i obronnym, gdzie bezpieczeństwo jest absolutnym priorytetem, głęboko grawerowane numery seryjne na krytycznych komponentach muszą przetrwać ekstremalne temperatury i obciążenia.

Aspekty prawne i normatywne związane z znakowaniem numerów seryjnych

Znakowanie produktów numerami seryjnymi to nie tylko kwestia techniczna, ale również ważny element systemu jakości i wymóg prawny w wielu sektorach. Regulacje te mają na celu zapewnienie bezpieczeństwa konsumentów, umożliwienie skutecznego wycofywania wadliwych partii z rynku oraz walkę z podróbkami. Identyfikowalność, którą gwarantuje trwałe i nieusuwalne oznakowanie, jest fundamentem nowoczesnego zarządzania produkcją i łańcuchem dostaw. Firmy wdrażające systemy znakowania muszą być świadome obowiązujących norm i dyrektyw, aby zapewnić zgodność swoich produktów.

Przykładowo, w Unii Europejskiej dyrektywy takie jak MDR (Medical Device Regulation) nakładają obowiązek znakowania wyrobów medycznych kodami UDI. W przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym normy jakościowe (np. IATF 16949, AS9100) wymagają pełnej identyfikowalności każdej części. Znakowanie laserowe, dzięki swojej precyzji i trwałości, jest technologią, która pozwala sprostać tym rygorystycznym wymaganiom. Co więcej, unikalny numer seryjny stanowi potężne narzędzie w walce z rynkiem podróbek, chroniąc zarówno reputację producenta, jak i bezpieczeństwo użytkownika końcowego.

Przyszłość znakowania laserowego: nowe technologie i trendy

Choć obecne systemy laserowe są już niezwykle zaawansowane, technologia ta wciąż ewoluuje. Przyszłość znakowania laserowego rysuje się pod znakiem jeszcze większej precyzji, szybkości i inteligentnej integracji z ekosystemem Przemysłu 4.0. Innowacje koncentrują się na minimalizacji wpływu termicznego na materiał, zwiększeniu możliwości znakowania skomplikowanych geometrycznie powierzchni oraz pełnej automatyzacji procesu połączonej z analizą danych w czasie rzeczywistym. To wszystko sprawia, że znakowanie metalu laserem fiber będzie odgrywać jeszcze większą rolę w fabrykach przyszłości.

Jednym z kluczowych trendów jest rozwój laserów o ultrakrótkich impulsach (pikosekundowych i femtosekundowych), które umożliwiają tzw. „zimną ablację”, czyli usuwanie materiału bez generowania ciepła. Pozwala to na znakowanie nawet najdelikatniejszych materiałów bez żadnych uszkodzeń strukturalnych. Innym kierunkiem jest rozwój systemów wizyjnych i oprogramowania, które pozwalają na znakowanie 3D (na powierzchniach zakrzywionych) oraz automatyczną weryfikację jakości naniesionego kodu zgodnie z normami ISO. Coraz powszechniejsza staje się także integracja znakowarek z robotami i systemami ERP, co tworzy w pełni autonomiczne gniazda produkcyjne, gdzie produkt jest znakowany, weryfikowany i rejestrowany w bazie danych bez udziału człowieka.

U nas w firmie posiadamy laser Fiber do znakowania bardzo twardych stopów metali takich jak stal narzędziowa czy tytan. Laser ten umożliwia szybkie i precyzyjne nanoszenie logotypów, oznaczeń, numerów seryjnych na: wiertła, frezy, śruby, klucze oraz inne profesjonalne narzędzia wymagające trwałego, nieścieralnego oznakowania. Laserem można znakować również podzespoły i części maszyn takie jak przekładnie, łożyska, elementy obudowy czy tabliczki znamionowe.

Laser pozwala nanosić trwałe oznaczenia na wszelkiego rodzaju częściach, podzespołach urządzeń elektrycznych i elektronicznych takich jak: panele, elementy obudowy, radiatory, przyciski, przełączniki, złącza, kable, wtyczki. Pozawala nanosić kody QR czy numery seryjne na urządzenia.Zapraszamy do nas!