Способы маркировки металлических изделий

Маркировка на металлических изделиях. Способы маркировки.

В современном производстве, согласно нормативным документам, любая деталь, инструмент, оборудование проходят обязательную маркировку.

Понятие маркировка

Маркировка – это нанесение на изделие, характеризующих его знаков.

Способы нанесения надписей на металле

Сюда можно отнести:

  • наименование,
  • параметры,
  • номер партии,
  • фирменный логотип,
  • знак качества

Надпись должна быть четкой, лаконичной, долговечной.
Рассмотрим некоторые способы нанесения надписей на металлические изделия.

Методы нанесения надписи

Способы клеймления могут быть разными:

  • Механические
  • Химические
  • Электрические
  • Фотохимические
  • Электрохимические

Как выбрать метод маркировки? Обычно конструктор выбирает, сопоставляя некоторые параметры изделия. А именно: конфигурацию изделия, размер, материал,твердость поверхности, объем производства, требование эстетики, характер наносимой маркировки, ее постоянство, степень механизации и автоматизации производства.

Электроискровой карандаш

Сегодня можно встретить несколько названий: электрокарандаш, электроискровое перо, электомаркер.

Электроискровой карандаш

С помощью электромаркера надписи наносят на гладкую поверхность металла.

Данный способ выбирают в тех случаях, когда ударно-точечный метод не подходит, клейма неудобны, лазерное нанесение слишком дорого или нецелесообразно.

Восновном маркировочный карандаш применяют для металлических узлов и деталей, где не допускается выпучивание поверхности от маркировки.

Часто его используют, как средство корректировки и исправления маркировки на ровной или относительно ровной металлической поверхности. Вид и сплав металла может быть различный.

Ударно-точечная маркировка

Ударно-точечный метод применяется для нанесения гравировки на изделиях из мягких металлов. Например такие как латунь, бронза, арматура. Также можно заказать нанесение маркировки на металл для каких-то штучных изделий.

Рекомендуется применять для металлических сборочных единиц (узлов) и деталей, кроме тонкостенных.

Ударно-точечная маркировка

  • С помощью данного оборудования можно наносить маркировку на любую поверхность.
  • Часто данный метод используют на производстве труб и других конструкций из металла.
  • Основное достоинство этого способа высокая скорость работы, отсутствие в расходных материалах.
  • Маркировка получается четкой. Обладает высокой стойкостью и долговечностью.

Лазерная маркировка

Этот способ маркировки представлен различными устройствами.
Возможны следующие маркировщики:

  • Газовые лазерные
  • Твердотельные
  • Оптоволоконные маркираторы по металлу и пластику
  • Лазеры для деликатной маркировки электроники
  • Ультрафиолетовые для продукции в приборостроении
  • Двухголовые устройства, обеспечивающие двойную эффективность

На многих крупных предприятиях в машиностроении, авиастроении, приборостроении отдают предпочтение именно этому методу маркировки.

Электрохимические методы нанесения маркировки на металл

На ряду с механической, также используется электрохимическая маркировка – это технология нанесения изображений, логотипов, буквенно-цифровой информации при помощи электрического тока и кислоты.

Электрохимическая маркировка

Принцип действия состоит в следующем. Блок питания через электрод подает электрический ток на деталь. Ток, проходя через смоченные в электролите материал и специальный диэлектрический трафарет для маркировки, оставляет вытравленный след в пустом месте. Нужно следить, чтобы трафарет, при этом, плотно прилегал к поверхности маркируемой детали.

Электролит для электрохимической маркировки представляет собой солевой раствор, который ускоряет процесс передачи заряженных электронов между потенциалами.

Эффективным напряжением для протекания реакции травления является предел от 3 до 15 В. Особенность данного метода нанесения маркировки на металл заключается в том, что границы получаются в некоторой степени нечеткими. Поэтому логотип и детали на нем должны быть достаточно крупными.

Каплеструйная маркировка металла

С помощью каплеструйной маркировки металла можно наносить различные изображения и буквенные обозначения на сталь плоской или цилиндрической формы.

Особенность такого метода заключается в том, что можно наносить цветную маркировку с применением пигментов любого оттенка. В продаже имеется оборудование с двумя головками, благодаря чему можно выполнять сложные визуализации.

Калеструйная маркировка

Данный метод напоминает работу струйного принтера на бумаге, только выполняется печать на металле.

Маркируется продукция, которая реализуется в стальных флакончиках и небольших емкостях. Маркировка выполняется на донышке или на горлышке изделия. Имеются портативные и стационарные каплеструйные принтеры для маркировки.

Данное оборудование чаще применяется на производстве. Промышленная гравировка отличается высокой производительностью. Идеально подходит для применения на конвейере без остановки технологического процесса.

Как правило, штампуется штрихкод и набор определенных цифровых данных.

Хотя качество и четкость контуров невысокая, но для считывания штрихкодов достаточная.

В данной статье мы рассмотрели далеко не все способы маркировки по металлу.

Рекомендуем к просмотру:

  • Цветная маркировка резисторов: определение…
  • Как и чем заряжать li-ion (Li-po) аккумулятор?…
  • Онлайн-калькулятор маркировки цветных резисторов
  • Как лучше всего соединить медный и алюминиевый…

Маркировка изделий из металла

Практически ни одно современное производство не может обойтись без маркировки выпускаемой продукции. Необходимость в ней объясняется не только требованиями законодательства (зачастую довольно строгими), но и удобством работы. Металла это касается даже в большей степени, чем многой другой продукции, поскольку на глаз различить ту или иную марку стали порой бывает практически невозможно. Кроме того, нанесение информации на собственные изделия облегчает ведение учета на предприятии. В нашей сегодняшней статье мы расскажем, какими способами размещаются необходимые данные на продукции из металла. И немного подробнее остановимся на лазерной технологии их нанесения.

Функции маркировки по металлу

1. Информационная. Это её основная функция. Благодаря нанесенным на данным, потребитель может понять, из какого материала изготовлено изделие, и какими свойствами оно обладает.

2. Идентификационная. Позволяет распознать конкретный товар и выделить его среди других.

3. Эмоциональная и мотивационная. Красивая маркировка может послужить дополнительным стимулом к приобретению товара. В свою очередь, небрежно или неразборчиво нанесенные данные могут заставить покупателя задуматься, стоит ли ему связываться с данным производителем.

Технологии и способы нанесения данных

Выделяют 2 способа нанесения – прямой и дополнительный. В случае с последним информация размещается на бирке, ярлычке, наклейке или каком-то другом предмете, который прикрепляют к изделию. В металлургической отрасли этот способ не пользуется популярностью, поскольку ярлычки и этикетки легко могут оторваться или перемешаться при транспортировке.

Основной способ нанесения — прямой. То есть, размещение непосредственно на товаре. Рассмотрим несколько технологий такой маркировки.

1. Термотрансферная печать. Для этого способа используются специальные термотрансферные ленты, красочный слой с которых под воздействием высокой температуры переносится на металл. Метод не пользуется большой популярностью из-за большого количества расходного материала и меньшей надежности маркировки, по сравнению с другими технологиями.

2. Ударно-точечная. При помощи иглоударного принтера на поверхности изделия набивается большое количество точек. Этим способом легко наносится как буквенно-цифровая информация, так и 2D штрих-коды, которые позднее считываются с помощью сканера DPM-кодов.

Подобная маркировка пользуется большой популярностью у многих производителей, поскольку не требует большого количества расходных материалов (ресурс одного вольфрамо-карбидного пуансона составляет несколько миллионов ударов) и является весьма износостойкой. Поверх маркировки даже наносится красочный слой без ущерба для читаемости информации.

3. Электрохимическая. Данные наносятся по трафарету под воздействием заряда электрического тока. В результате реакции меняется цвет или даже рельеф поверхности, формируя необходимые буквы и цифры.

4. Штампование (клеймение). Осуществляется при помощи заранее изготовленного штампа на механическом прессе, который делает оттиск с необходимой информацией. В стандартный набор клейм входят буквы и цифры. С технологической точки зрения это самый бюджетный и простой метод.

Читайте также  Сортамент металлопроката труба круглая

5. Каплеструйная. Бесконтактный способ нанесения данных. Часто применяется в случаях, если изделие небольшого размера и другие технологии нанесения данных могут его деформировать. Информация наносится каплями чернил.

6. Прочерчивание. Осуществляется при помощи плотно прижатой к поверхности металла иглы, которая прочерчивает на его поверхности борозды. Технология применяется в качестве альтернативы ударно-точечной маркировке. Игла в меньшей степени деформирует поверхность и в процессе работы производится заметно меньше шума.

Лазерная маркировка металла. Преимущества и недостатки

Лазерная технология является самым передовым и надежным способом нанесения информации на металл. Такая маркировка имеет неопределенный срок службы, поскольку она не подвержена никаким физическим или химическим воздействиям. Она может применяться по отношению к любому сплаву без каких-то дополнительных условий. Кроме того, явным плюсом лазерной технологии является высокая скорость работы, не оказывающая влияния на уровень работы предприятия. Она не требует больших энергозатрат, не нуждается в расходных материалах и позволяет наносить необходимую информацию даже в труднодоступных местах, которые недосягаемы для других методов маркировки. Все, что нужно для ее осуществления, — это компьютер с системой передачи данных и контроля и непосредственно лазер.

Единственным недостатком лазерной маркировки является нагревание поверхности в процессе нанесения маркировки. Прежде чем отправлять продукцию на склад после нанесения данных некоторое время приходится ждать, пока она остынет.

Маркировка металла

Для идентификации и учета продукции в металлургической отрасли промышленности необходимо, чтобы вся она была промаркированной.

Металлические бирки

Для маркировки используются металлические бирки, которые набиты с помощью ударного маркировщика со сверлом. Металлические бирки используются для идентификации металлопродукции в жестких производственных условиях. Главное преимущество металлических бирок — продолжительное хранение нанесенной информации и самой бирки.

Крепятся такие шильды с помощью заклепок или шурупов, а также при использовании контактной или дуговой сварки. Нижняя граница диапазона стоимости станка для выпуска шильдов составляет порядка 6 тыс. у. е.

Полипропиленовые маркировочные бирки

Сегодня в металлургии используются только металлические, но и бирки, выпущенные из синтетического материала — РЕТ. Такая бирка имеет высокую стойкость при резких и значительным колебаниях температуры, воздействии влаги, жиров и химических агрессивных сред. Она легче и проще крепится к изделию — с помощью стяжки, пломбы, хомута, проволоки или перевязочной ленты.

РЕТ-бирка используется не только в металлургии, но и машиностроении, в медицинской и пищевой отраслях промышленности. Информация на бирку наносится с помощью термотрансферного принтера этикеток. Можно нанести практически любую информацию: графику, изображение и, в том числе, штрих-код.

С маркировочными бирками легче осуществлять учет, чем с металлическими шильдиками. Слябы, блюмы, лист, рулоны и другие виды продукции могут контролироваться с помощью бирок со штрих-кодом.

Выпуск РЕТ-бирки и нанесение информации на нее дешевле. А минимальная стоимость принтера для печати бирок — 7 тыс. грн. Маркировочные бирки бывают различных форм и размеров — с отверстиями, прорезами или цельными. Метод крепления маркировочной бирки выбирается, исходя из особенностей технологического процесса, используемого на металлургическом предприятии.

Ударо-точечные маркираторы

Промышленный маркиратор наносит информацию непосредственно на оборудование, детали и таблички, не прибегая к использованию шильдов.

Маркировка ударо-точечным способом основана на нанесении индивидуальных точек.

Маркировочный пуансон (при штамповке пуансон оказывает непосредственное давление на обрабатываемый материал) приводится в действие с помощью электромагнита. Таким маркировщиком могут быть промаркированы детали из металла, различных сплавов, нержавеющей стали, алюминия, никеля, латуни, меди и других материалов. Ударо-точечная маркировка долговечна и нестираема. Ресурс маркировочного пуансона несколько миллионов ударов.

Такой вид маркировки называется DPM. Считать 2D штрих-код на металле можно с помощью сканера DPM кодов.

Ударо-точечные маркираторы не требуют расходных материалов и оборудования. Такую маркировку на деталях видно даже после окрашивания. Нижняя граница диапазона цены составляет 5,5 тыс. у. е.

Для маркировки дорогостоящего металла и изделий из него могут применяться метки RFID.

Они могут крепится с помощью шурупов, клея, заклепок или двухсторонней клейкой ленты.

RFID бирка для металла — один из способов учета и отслеживания оборота металлической тары и промышленного инвентаря.

Маркировка металлов травлением. Кислотные маркеры MARKAL

Существующие методы (технологии) промышленной маркировки готовых изделий из металлов и сплавов можно разделить на две группы (навесные бирки не рассматриваются):

А. Не оказывающие влияния на маркируемое изделие (так называемые – «не интрузивные»):

  • маркировка краской — ручные маркеры на основе твёрдой или жидкой краски, каплеструйные принтеры;
  • самоклеящиеся этикетки на бумажной или полимерной основе.

Б. Изменяющие свойства поверхности маркируемого изделия (так называемые – «интрузивные»):

  • химическое травление;
  • электрохимическое травление;
  • ручное клеймение;
  • автоматизированная ударно-точечная маркировка;
  • лазерная маркировка.

При выборе метода маркирования необходимо учитывать:

  • цель маркирования, объём и сложность наносимой информации, требования к качеству символов;
  • количество маркируемых изделий в сутки (единичное, мелкосерийное или крупносерийное производство);
  • необходимость нанесения переменной маркировки и частота внесения переменных данных;
  • состояние маркируемой поверхности: физико-химические свойства (шероховатость поверхности, твёрдость материала, толщина изделия в месте маркировки, химический состав материала и покрытия); геометрические свойства (размеры маркировки, кривизна поверхности в зоне маркировки, расположение этой поверхности — утопленное или выступающее);
  • требования к долговечности маркировки с учетом условий, в которых будет использоваться изделие (температура, влажность, состав атмосферы, погружение в жидкости, абразивное и фрикционное воздействие, действие газовых потоков и т. д.);
  • негативное влияние метода маркировки: появление концентраторов напряжения, коррозионных источников, другие изменения поверхностного слоя;
  • надёжность доступа и читаемость информации;
  • требования к защищенности маркировки от подделки;
  • производительность процесса маркировки и возможность встраивания в конвейерное производство;
  • экономические затраты и экологические факторы.

В данной статье мы рассмотрим маркировку металлов и сплавов методом химического травления.

Обобщённое описание химического травления: контролируемое удаление поверхностного слоя материала с изделия под действием специально подбираемых химических соединений. Обычно, в промышленности, при химическом травлении с поверхности изделий, изготовленных из чёрных металлов, действием травильных растворов удаляют окалину и ржавчину. Травление осуществляют в растворах серной или соляной кислот, иногда с добавками азотной, плавиковой и других кислот.

Маркировка металлов и сплавов методом химического травления (в дальнейшем – маркировка травлением) возникает за счет получения контрастного изображения насыщенного тёмно-серого цвета, являющегося результатом анодного окисления поверхности изделия в месте контакта металла с кислотой, при не полном удалении продуктов реакции.
В технической литературе для этого процесса используется термин «селективное травление».

При соблюдении технологии, маркировка металлов травлением является дешёвым, эффективным и безопасным методом получения высококонтрастной и достаточно долговечной маркировки на изделиях, изготовленных из различных марок сталей, цветных металлов и сплавов.

Этот метод маркировки получил очень широкое применение во многих отраслях промышленности:

  • для нанесения информации на различные изделия, особенно небольшого размера, где другие методы маркировки металлов (ударно-точечная, лазерная) неприменимы или нецелесообразны;
  • для идентификации металлических инструментов, оборудования и механизмов.

В настоящее время, самым эффективным промышленным инструментом для маркировки металлов травлением является кислотный маркер компании Markal® SC.800*, который представляет из себя корпус из химически стойкого полимера, в который устанавливаются сменные картриджи двух типов:

  • картридж SC.862 (синего цвета) — для маркировки травлением конструкционной и инструментальной стали;
  • картридж SC.865 (зелёного цвета) — для маркировки травлением нержавеющей стали, меди, никеля, свинца, бронзы и сплавов на основе цветных металлов.
Читайте также  Как сделать катушку для металлоискателя своими руками

Кислотный маркер Markal® SC.800 оставляет чёткую маркировку и, в отличие от мелков и красок, не отслаивается, не смазывается и устойчив к стиранию. Он не требует дополнительных источников питания или других средств для нанесения маркировки травлением. Также предлагается нейтрализующая жидкость SC.871, которая позволяет контролировать процесс травления.

* Кислотный маркер Markal® SC.800 поставляется без картриджей.

ПОРЯДОК РАБОТЫ С КИСЛОТНЫМ МАРКЕРОМ:

  • Тщательно очистите поверхность с помощью абразивного полотна.
  • Поверхность для маркировки должна быть чистой — удалите оксидный слой, масло и жир.
  • Для лёгкой маркировки сделайте только один проход с кислотным маркером.
  • Для получения более контрастной маркировки сделайте повторные проходы до получения требуемого результата.
  • Слегка протрите поверхность после травления светлым маслом.
  • Если травильный агент попал на кожу, промыть водой с мылом.

Постановка целей и задач разработки способа и устройства для нанесения маркировок, не разрушающих поверхностный слой изделий из металла

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 16.02.2017 2017-02-16

Статья просмотрена: 189 раз

Библиографическое описание:

Алексеев, В. С. Постановка целей и задач разработки способа и устройства для нанесения маркировок, не разрушающих поверхностный слой изделий из металла / В. С. Алексеев, А. А. Анисимов, Н. Г. Филиппенко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 7 (141). — С. 30-34. — URL: https://moluch.ru/archive/141/39748/ (дата обращения: 31.08.2021).

В статье дается анализ существующих методов маркирования металлических поверхностей и доказывается актуальность разработки способа и устройства маркировок, не разрушающих поверхностный слой изделия.

Ключевые слова: маркировка, шильда, клеймение, технология, прямая маркировка

Применение операций маркировки готовых изделий и полуфабрикатов является неотъемлемой частью любого производственного процесса. Благодаря маркировке становится возможным процесс организации учета изделий (в.т.ч. автоматизированный) на предприятиях, в процессе их выпуска и хранения.

Нанесение маркировки на металлические поверхности чаще всего осуществляется двумя основными способами:

– Первым способом является применение этикеток и навесных ярлыков, шильд.

– Второй способ, применение прямой маркировки металла.

Этикетки, ярлыки, шильды.

Как известно и законодательно закреплено, что таблички с указанием производителя должны иметь абсолютно все промышленные изделия, также должны присутствовать таблички с техническими характеристиками и прочими параметрами. Таким образом, этикетки, ярлыки, шильды является обязательным условием выпуска продукта.

Тем не менее, навесные ярлыки зачастую в процессе транспортировки, хранения, эксплуатации приходят в негодность, теряются. Таким образом, сохранность прикрепляемых шильд, этикеток, ярлыков становится немаловажным условием предъявления претензий производителю. Разъяснения «О некоторых вопросах, связанных с применением Закона Российской Федерации «О защите прав потребителей» (ред. от 11.03.99), утвержденные Приказом МАП РФ от 20 мая 1998 г. N 160, совершенно определенно говорят: Если на изделии сорваны фабричные ярлыки, то в удовлетворении поставщику требования возмещения каких-либо издержек может быть отказано. [1]

Поэтому по все чаще производители отдают предпочтение прямой маркировки, так как стикеры, шильды и ярлыки не являются достаточно надежными.

К способам прямой маркировки относятся:

1) Клеймение — самый простой способ маркировки, обычно осуществляется ударом металлического клейма или с помощью специального клейма установленного в механическом прессе. Чаще всего используются ручные клейма с зеркальным изображением штучных цифр и букв. После получения оттиска изображение знака становиться читаемым.

Допускается маркировка металлов твердостью до 50 HRc. Отрицательные качества данного способа малая производительность, и повреждение поверхностного слоя изделия. [2]

Рис. 2. Набор ударных клейм

2) Электрохимическая маркировка позволяет с помощью дешевых и безвредных электролитов производить маркировку изделий, в том числе и тонкостенных, из материалов любой твердости. Принцип маркировки заключается в возможности растворения металла при прохождении электрического тока от электрода (клейма) к изделию через слой электролита непосредственно или через смоченную электролитом прокладку. Изображение формируется, как правило, за счет наложенного трафарета, выполненного из диэлектрического материала. Недостатками данного способа являются его низкая производительность и невозможность нанесения им маркировок на рабочие поверхности, обработанные химико-термическим методом (азотирование, цементация, алитирование и т. д.) и поверхности имеющие гальванопокрытием (никелирование, хромирование и др.) [3].

Рис. 3. Электрохимическая маркировка с наложенным диэлектрическим трафаретом

3) Последнее время широкое распространение получила каплеструйная маркировка (это промышленная маркировка чернилами). Для маркировки товара используются электронно-вычислительное устройство, и наносящие информацию каплеструйные маркираторы — принтеры. Таким образом, стало возможно наносить информацию (маркировку) на изделие бесконтактным способом, даже во время передвижения продукции по производственной линии. Тем не менее, несмотря на все преимущества данного метода, главными его минусом можно считать низкую стойкость чернил к механическим воздействиям и дороговизну применения технологии. [2]

Рис. 4. Каплеструйная маркировка

4) Создание квантовых генераторов позволило значительно расширить возможности электрофизической обработки материалов и созданию способа его лазерной маркировки. При воздействии лазерного луча на металлы и неметаллические материалы происходит нагрев с возможным оплавлением и (или) частичным испарением поверхности материала. Это приводит к появлению следа (отпечатка) на участке воздействия лазерного луча. Таким образом, перемещая луч относительно поверхности образца, можно получить на поверхности то или иное видимое изображение в виде цифр, букв, знаков или рисунков. При выводе изображения лазерным комплексом имеются свои специфические особенности, связанные как с конструктивными особенностями самого оборудования, так и с формированием цвета на металлической поверхности. Несмотря на постоянное совершенствование технологий производства лазеров одной из причин сдерживающих использование процесса маркировки лазерным лучом является его стоимость и энергозатратность. Так же процесс лазерной маркировки оказывает локальной повреждение (термомеханическое) поверхностного слоя. [4]

Рис. 5. Установка нанесения лазерной маркировки

5) Ударно-точечная маркировка. Маркировка производится путём нанесения на поверхность металла серии точек, множество которых формируют линию надписи. Оборудование управляется с помощью ЧПУ. Исполнительный механизм может быть пневматическим и электрическим, который приводит в действие твердосплавную иглу. [2]

Рис. 6. Ударно-точечная маркировка

Широкое применение данный вид маркировки получил на изделиях, имеющих только простые плоские поверхности незначительной твердости.

6) Аналогично вышеуказанному и с теми же недостатками осуществляется маркировка прочерчиванием. Маркировка производит вычерчивание сплошной линии на поверхности металла при помощи твёрдосплавной иглы [2].

Рис. 7. Маркировка прочерчиванием

Таким образом, проведя анализ основных способов нанесения износостойких маркировок на поверхности изделий, узлов, агрегатов и запасных частей машин и механизмов был сделан вывод, что общим недостатком является, повреждение (пусть даже и незначительное) поверхностного слоя. Проблема усугубляется еще и тем фактом, что ряд изделий (например, колесные пары подвижного состава РЖД) в процессе эксплуатации и ремонта подвергаются достаточно частым перемаркировкам, что требует предварительного удаления старой маркировки. Такое состояния дел, несомненно, приводит уже к макроповреждениям поверхностного слоя.

Отсюда, целью дальнейших исследований является разработка способа иустройства для нанесения маркировок, не разрушающих поверхностный слой изделий из металла.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

1) Разработка технологии нанесения маркировки, не разрушающей поверхностный слой;

2) Выбор материалов и разработка конструкции устройства для нанесения маркировки;

3) Разработка технологии изготовление устройства для нанесения маркировки

Читайте также  Нанесение надписей на металл в домашних условиях

4) Изготовление и апробация устройства для нанесения маркировки.

Результаты работ будут доложены по окончанию исследований.