Задача нанесения информации на изделия давно стоит перед производителями различной продукции по всему миру.
Технологии промышленной маркировки с течением времени развились в достаточной степени чтобы решить практически любую задачу.
В то же время каждая отдельная технология промышленной маркировки полноценно применима для решения одних задач и может не подходить для других. Многие технологии имеют большее распространение в каких-то отраслях промышленности и редко встречаются в других.
Ниже приведём список основных существующих сегодня способов нанесения маркировки на продукцию с кратким описанием:
- Термотрансферная печать. Очень качественная и устойчивая печать на различных носителях: промышленных самоклеящихся этикетках, прочных бирках, тармоусаживаемых и простых ПВХ трубках, самоламинирующихся маркерах и прочих носителях.
Технология широко применяется при производстве электрощитового оборудования, электронных компонентов, электромонтаже, для технологической разметки различных производственных помещений и т.д. - Механическая маркировка или DPM маркировка (Direct Part Marking - нанесение информации непосредственно на поверхность изделий), в частности ударно-точечная маркировка, прочерчивание, накатка, клеймение и другие виды.
Применяется в основном с изделиями из металлов, часто впоследствии подвергающимся эксплуатации в суровых средах: в автомобильной промышленности, нефтегазовом секторе, оборонной сфере и т.д. - Лазерная маркировка - наносится непосредственно на поверхность изделия, но обычно не рельефна, читается в дальнейшем просто за счёт контрастности по отношению к основному цвету изделия.
Используется в ситуациях, когда не важен рельеф и важны высокая скорость и контрастность (часто для нанесения информации в виде 2D кода типа DataMatrix или в других форматах). - Каплеструйная/термоструйная печать наносится краской на поверхность изделия или упаковки. Маркировка обладает хорошей конрастностью и скоростью нанесения, хорошо встраивается в конвейерные линии.
Широко применяется в пищевой и фармацевтической отраслях, но не ограничивается ими.
Это основные применяемые на сегодня технологии нанесения маркировки на продукцию - как непосредственно на поверхность самих изделий, так и на упаковку (индивидуальную и групповую).
Конечно это не исчерпывающий список, но другие технологии вроде электроэрозии или пескоструйной маркировки встречаются значительно реже.
Компания "Промфорт" работает на рынке промышленного оборудования с 2010 года. Наша изначальная специализация - как раз оборудование для промышленной маркировки. Это то, чем мы занимаемся долго и реализовали много проектов для клиентов из различных отраслей промышленности.
Существуют типовые задачи и отработанные решения под них. Например, нанесение ВИН-кода на транспортные средства, или маркировка бурильных труб в поясках. В то же время даже такие типовые задачи часто имеют индивидуальные особенности, обусловленные местом нанесения маркировки, технологическими процессами перед и после нанесения маркировки и т.д.
Поэтому к каждой задаче мы подходим максимально внимательно и стараемся учесть все тонкости существующего производственного процесса.
Работая долгое время на рынке промышленной маркировки и понимая, что часто выбор решения не так прост как может сначала показаться, мы рекомендуем для подбора технологии и конкретного оборудования обращаться к профессионалам данного рынка, имеющим в портфеле максимум доступных технологий маркировки и предложения ведущих мировых брендов.
- Ударно-точечная маркировка
В последние годы технология становится доступной для широкого применения благодаря широкому предложению китайского производства - такое оборудование начинается от 150-200 тыс. ₽. Рекомендовать его для применения на развитом производственном предприятии затруднительно из-за часто невысокого качества - непродуманная конструкция, низкое качество подгонки и сборки элементов, дешевизна используемой электрики и электроники, недостаточно стабильное и функциональное ПО, отсутствие полноценного сервиса в РФ - всё это факторы, позволяющие рассматривать такое оборудование как решение для "гаражной" сборки и не более.
Оборудование лидеров отрасли стоит от 300-400 тыс. ₽ за бюджетные варианты, в среднем цены составляют 500-600 тыс. ₽. - Маркировка прочерчиванием
Цены на оборудование известных брендов начинаются примерно от 1 млн ₽. - Лазерная маркировка
По аналогии с ударно-точечной маркировкой рынок в последние годы наполнился дешёвым низкопробным китайским оборудованием в бюджете примерно от 500 тыс. ₽. Специалистам "Промфорта" неоднократно доводилось видеть купленное в этом бюджете оборудование, пылящееся на заводах из-за невозможности получить поддержку производителя в случае поломки, а часто даже запустить его в работу после покупки из-за проблем с ПО.
Решения лидеров отрасли начинаются от 2-3 млн. ₽ - Термотрансферные принтеры
Речь про оборудование именно для промышленной маркировки - позволяющее решать достаточно сложные задачи (принтеры для печати ценников работают по той же технологии, стоят в разы дешевле, но не печатают на промышленных материалах).
Мобильные принтеры начинаются примерно от 10-15 тыс. ₽, настольные - от 80-100 тыс. ₽, высокопроизводительные - от 200-250 тыс. ₽, принтеры для печати знаков безопасности (большая ширина печати, поддержка нескольких цветов) - от 400 тыс. ₽ - Каплеструйная/термоструйная маркировка
Мобильные принтеры - от 50 тыс. ₽ за китайское оборудование, от 200 за качественное; стационарное - примерно от 150-200 за Китай, от 400-500 за Европу/США.
Зачастую под соответствием ГОСТу в основном подразумевается использование установленных нормативом шрифтов.
Полноценную поддержку шрифтов обеспечивает не всё оборудование, представленное на рынке.
В частности крупные производители, оборудование которых уже применяется на многих предприятиях в РФ, работа которых регламентирована стандартами, часто имеют возможность использования шрифтов вроде ПР41 и ПР3.
Дешёвые же варианты оборудования часто хоть на бумаге и поддерживают различные шрифты, на практике могут воспроизводить их с искажениями и не имеют возможности донастройки. К примеру, может отсутствовать возможность выбора будет ли ноль перечёркнут или нет.
Поэтому, если вам важно соответствие маркировки установленным в вашей отрасли стандартам, постарайтесь изначально озвучить это требование поставщику и удостовериться, запросив у поставщика тестирование перед покупкой, что оно действительно выполняется.
2D код представляет собой кодирование любой информации в матричном виде.
Одна небольшая метка может содержать до 100 алфавитно-цифровых символов.
Это значит, что емкость информации на порядок выше, чем у традиционных штрих-кодов (бар-кодов).
Поскольку промышленная маркировка может происходить прямо на заготовку и надёжность данного вида кодирования намного выше, чем у традиционных штрих кодов, маркировка может служить основным инструментом для прослеживаемости изделий.
Наиболее распространённые виды 2D кода - QR-код и DataMatrix.
Код DataMatrix на сегодня наиболее широко применяется в промышленности. Распространение DataMatrix получил благодаря ряду преимуществ перед другими форматами кодирования информации (избыточная ёмкость, позволяющая восстановить до 30% полезной информации при частичном повреждении кода; возможность размещения кода практически без отступа от других элементов маркировки; возможность изменения формы кода на прямоугольную и др.).
QR-код в большей степени получил распространение в общебытовых задачах вроде кодирования ссылок на веб-страницы на различных рекламных материалах.
Помимо нанесения непосредственно на изделия (DPM - Direct Part Marking), код может быть нанесён на индивидуальную и/или групповую упаковку.
Часто для решения задачи нужно обеспечить достаточную глубину маркировки, чтобы после обработки и нескольких лет эксплуатации она сохранялась визуально хорошо различимой. Речь в первую очередь про маркировку достаточно твёрдых материалов - в первую очередь сталей твёрдостью 45 и более HRc.
Начнём с того, что за годы работы на рынке оборудования для промышленной маркировки, специалистам "Промфорт" довелось увидеть вживую или услышать отзывы о работе практически всего существующего оборудования.
Нередко можно встретить упоминания о глубине маркировки "до 2 мм", которую якобы способно обеспечить то или иное оборудование (часто такими мифическими свойствами в описаниях наделяют китайское оборудование). В жизни встретить маркировку такой глубины нам не доводилось. Точнее доводилось видеть визуально близкий результат, но обеспечивался он "дедовским" способом - ручным клеймением.
Максимальная глубина, которую мы считаем возможным реально достичь на практике - порядка 1 мм, возможно чуть больше.
По сути основной рациональный вариант получить такой результат - применяя оборудование для ударно-точечной маркировки с пневматическим приводом или с усиленным электрическим приводом. При этом время маркировки будет на наш взгляд разумным - 10 символов с хорошей глубиной можно нанести примерно за минуту (т.к. часто глубина достигается не только максимальной мощностью, но и многократными пробитиями и максимальной плотности точек).
Хорошую глубину также может в теории дать накатка или ударные пресса, но в применении этих технологий есть определённые ограничения. Основное состоит в том, что это стационарное оборудование и изделия нужно доставлять для маркировки к нему, а это не всегда удобно, а иногда и вовсе не реально.
Мощный маркировочный лазер теоретически тоже может обеспечить глубину, но маркировка будет наноситься неразумно долго - до нескольких часов.
Таким образом, для нанесения глубокой маркировки на металл считаем рациональным применение мощного ударно-точечного оборудования - пневматики или усиленной электрики.
Основные отличия заключаются в следующих моментах:
- Мощность - пневматика в большинстве случаев может наносить более глубокую маркировку. Электрика часто тоже позволяет достигать схожую глубину с применением дополнительных опций.
- Допустимая нагрузка - пневматика практически не нагревается при работе, даже подвижные элементы, т.к. игла приводится в действие воздухом. У электрики же в конструкции есть катушка, нагревающаяся в ходе интенсивной работы. При умеренных нагрузках это различие несущественно, следует учитывать его только при реально большом объёме непрерывной работы.
- Ресурс - за счёт более простой конструкции пневматика считается более долговечным оборудованием. С другой стороны, хорошая электрика тоже давно лишена "детских болезней" и оборудование при нормальном обращении и обслуживании может служить 5-10 и более лет.
Исходя из описанных моментов пневматика в первом приближении может показаться более практичной технологией, однако это не всегда так. К менее выгодным особенностям пневматики можно отнести:
- Потребность в постоянной подаче воздуха делает пневматику менее мобильной и значительно менее универсальной
- Подаваемый воздух должен быть очищен от частиц и примесей, что обеспечивается применением дополнительного фильтра
Наиболее корректный способ поиска решения всегда - идти от задачи.
Первым делом, исходя из того какой нужен конечный результат (зачем наносится маркировка, что она из себя представляет, место нанесения, материал и форма изделия, объём маркировки и т.д. и т.п.), нужно выбрать наиболее подходящую технологию маркировки.
Далее следует подобрать наиболее подходящую под задачу модель оборудования, по необходимости провести принципиальное тестирование, чтобы удостовериться, что в принципе задача может быть решена предложенным способом.
И уже на следующем этапе, если выбранное оборудование недостаточно неудобно или в принципе невозможно использовать с изделиями имеющейся конфигурации, можно доработать его, изготовить специальную оснастку конкретно под вашу задачу. Для решения распространённых задач часто существуют заводские опции (например, магнитные прижимы различной конфигурации, специальные упорные пластины для маркировки внутренней части трубы и т.д.).
Для решения редких задач или максимально качественной маркировки изделий сложной формы специалисты компании "Промфорт" могут разработать уникальную оснастку, а также в случае необходимости максимально автоматизировать процесс, в том числе с использованием промышленных и коллаборативных роботов (коботов).
Говоря о маркировке цилиндров, чаще всего речь идёт о механической маркировке труб и иных тел вращения.
Маркировку на цилиндры можно наносить вдоль тела или по диаметру.
Маркировка вдоль тела цилиндра обычно не вызывает сложностей. У большинства моделей качественного оборудования для ударно-точечной маркировки упорные пластины имеют V-образное углубление для маркировки труб, а также прорезиненную поверхность в этом месте - это позволяет надёжно фиксировать маркиратор при работе с трубами и в то же время не мешает качественно наносить маркировку на плоские поверхности.
Нанесение маркировки по диаметру трубы - чуть более сложная задача, есть несколько способов качественного её решения.
Цилиндры небольших диаметров можно маркировать со специальной осью вращения. Зажим изделия осуществляется токарным патроном с прямыми или обратными кулачками, поэтому можно адаптировать решение под различные изделия. В то же время к оси вращения применимо понятие максимальной нагрузки - усиленные оси могут удерживать изделия до 30-35 кг, но противоположный конец при этом следует опереть на специальную систему поддержки (люнет). Более тяжёлые цилиндрические изделия (100+ кг) также можно маркировать с осью вращения, но тогда деталь устанавливается вертикально на вращающееся основание, а маркиратор располагается сбоку и разворачивается иглой в сторону изделия.
Менее технологичный, но вполне применимый вариант - маркировка трубы по диаметру с "перекаткой" мобильного маркиратора. В ходе нанесения маркирующий "пистолет" постепенно перекатывается по трубе. В результате получается качественная и однородная маркировка, но требуется какое-то время для адаптации и "набивки руки" оператора.
Ещё один простой вариант - маркировка разворачивается поперёк окна маркиратора и наносится через паузу в несколько заходов. Выглядит это так: наносится несколько символов, оборудование встаёт на паузу, маркиратор переставляется, по нажатию на "пуск" наносится ещё несколько символов. В итоге также получается хорошая однородная маркировка, но, как и в предыдущем варианте, требуется какое-то время чтобы оператор освоил процедуру.
Ресурс термоголовки в значительной степени зависит от применяемых материалов и параметров печати (температура, скорость).
Лидеры рынка оборудования для термотрансферной печати, например фирма Brady (США), как правило гарантируют, что термоголовка напечатает не менее 25 км этикеток.