Méthodes de marquage direct des pièces
Le marquage direct des pièces (DPM) est utilisé dans les secteurs de l’automobile et de l’aérospatiale pour l’identification lisible par machine de divers composants. Ce processus, également appelé identification lisible par machine, est courant dans les industries automobile et aérospatiale pour marquer des codes alphanumériques et des codes 2D DataMatrix sur des pièces et des assemblages individuels.
Pour plus d’informations sur l’encodage et la vérification du code, consultez notre livre blanc intitulé, Implementation of Direct Part Marking Identification.
La nouvelle norme pour le codage des pièces
Les normes DPM ont été adoptées par plusieurs associations dans les industries automobile et aérospatiale. Les fabricants peuvent utiliser des codes lisibles par machine pour suivre les pièces tout au long du processus de fabrication et de la chaîne d’approvisionnement. Cette méthode est idéale pour localiser les pièces en vue d’un service ou d’un rappel et peut aider à résoudre des problèmes liés à la responsabilité et à la garantie.
Dans la production de pièces, l’utilisation de codes lisibles par machine peut réduire le besoin de saisie manuelle des codes, augmentant ainsi la précision des codes et accélérant l’échange de données. Les codes générés électroniquement, incluant à la fois des codes-barres 1D et 2D, offrent un stockage et une utilisation simples des données pour les systèmes informatiques internes. Pendant de nombreuses années, le code-barres 1D a été largement utilisé pour la livraison de données, mais ce format est en train d’être remplacé par des formats 2D. Les codes 2D peuvent contenir plus d’informations dans moins d’espace et peuvent être appliqués à l’aide de diverses méthodes de marquage direct.
Les trois éléments principaux du DPM sont l’encodage, le marquage et la vérification. L’encodage consiste à transformer une chaîne de données en un motif de cellules sombres et claires, comprenant les données, les espaces de remplissage et les octets de correction d’erreurs, afin d’être utilisé par le dispositif de marquage. Le marquage est l’impression du contenu directement sur la pièce à l’aide de la technologie appropriée pour le substrat. La vérification consiste à confirmer la précision et la qualité du code. Cela se fait le plus souvent immédiatement après l’impression du produit à la station de marquage.
Méthodes de marquage
En plus de choisir le format du code et son contenu, il est important de considérer la meilleure méthode pour marquer la pièce. Les avantages du DPM sont généralement supérieurs à ceux d’autres options, comme l’application d’étiquettes. Cependant, les caractéristiques physiques et la composition de la pièce peuvent poser des défis pour les fabricants. Pour les industries automobile et aérospatiale, deux des méthodes de codage les plus courantes sont le marquage laser et l’impression à jet d’encre continu.
Lors de la comparaison de ces technologies de marquage, il est essentiel de se concentrer sur le matériau à marquer, la flexibilité du processus, les facteurs de coût, la vitesse, le débit et les possibilités d’automatisation du processus de marquage. Le DPM peut être utilisé sur une grande variété de matériaux, mais chaque substrat présente des aspects uniques à prendre en compte, tels que la rugosité du substrat, la capacité à résister au stress thermique et la fragilité du matériau marqué.
Technologie de marquage/impression et adéquation du substrat
| Aluminium | Cuivre | Titane | Fer | Acier | Magnésium | Céramique | Verre | Synthétique | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Laser | CO2 laser | • | • | |||||||
| Laser à semi-conducteurs (fibre & UV) | • | • | • | • | • | • | • | • | ||
| Jet d’encre | • | • | • | • | • | • | • | • | • | |
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Comparez les solutions de marquage des pièces laser et jet d’encre
| Avantage | Laser | Jet d’encre |
|---|---|---|
| Flexibilité Impression sur des surfaces difficiles, distance entre la pièce et le dispositif de marquage | Élevée | Moyenne |
| Investissement/mise initiale | Élevée | Moyenne |
| Facilité d’intégration Facilité de communication avec un contrôleur logique programmable dans la cellule de production et espace nécessaire à l’installation et à la maintenance | Élevée | Élevée |
| Type de méthode de marquage Sans contact (la pièce n’est pas touchée par l’appareil de marquage) Contact (la pièce est touchée par l’appareil de marquage) | Sans contact | Sans contact |
| Résistance à l’abrasion de la marque | Élevée | Faible |
| Mobilité Facilité de déplacement de l’équipement de marquage vers d’autres endroits sur la chaîne de production | Low | Élevée |
| Contraintes thermiques ou chimiques | Oui | Non |
Marquage des pièces au laser
La technologie laser est une solution populaire pour appliquer des codes permanents sur les pièces. Les systèmes de marquage au laser appliquent des codes clairs et de haute qualité dans une large gamme d’environnements de production. Les marques sont appliquées à l’aide de chaleur plutôt qu’à l’encre, ce qui fait que les lasers sont souvent considérés comme plus rapides, plus propres et nécessitant moins de maintenance que d’autres systèmes de codage. Les systèmes de marquage des pièces au laser peuvent générer des marques de haute qualité, y compris des codes linéaires et 2D, des caractères optiques et des messages alphanumériques sur divers substrats. Les variations de longueur d’onde spécifiée, de tête de marquage et de lentille choisie entraîneront des effets de marquage différents sur un substrat donné.
Méthodes de marquage des pièces au laser
Les effets de marquage laser peuvent varier en fonction de l’état de la surface de la pièce, du type de matériel et de la longueur d’onde du laser. L’une des méthodes de marquage au laser, le changement de couleur, résulte d’une réaction chimique entre le laser et le produit.
D’autres méthodes incluent la gravure de la surface, l’ablation ou l’élimination de la couleur du revêtement de surface pour révéler une couleur alternative en dessous. De plus, les matériaux à base de bois et de carton peuvent être marqués par une carbonisation ou une méthode de combustion contrôlée, tandis que la fusion des matériaux plastiques peut obtenir un effet surélevé ou concave.
| Illustration | Description | Matériaux | Échantillon | |
|---|---|---|---|---|
| Ablation |  | Élimination de la couche supérieure d’un substrat, généralement peint, par vaporisation de la peinture. | Carton, plastique, verre métal |  |
| Gravure |  | L’élimination plus profonde du matériel qui génère une dépression dans le matériel. | Plastique, métal |  |
| Tempérage |  | Le substrat réagit au faisceau laser d’une certaine longueur d’onde en modifiant la formation de la structure. | Plastique |  |
| Changement de couleur/blanchiment |  | Changement de couleur lorsque le laser touche la surface du substrat. | PVC, métal, plastique, feuille, revêtements réactifs au laser |  |
| Gravure intérieure |  | Élimination de la couleur interne sans affecter le revêtement supérieur. | Verre, plexiglas |  |
| Fracturation |  | Le matériel réagit au faisceau laser en générant des micro-ruptures à la surface. | Verre |  |
Les technologies laser pour le marquage des pièces incluent les lasers à gaz, tels que les lasers CO2, et les lasers à état solide, comprenant les lasers UV et à fibre. Les lasers CO2 sont particulièrement adaptés pour le marquage des substrats synthétiques et du verre. Les lasers à état solide peuvent marquer presque tous les types de matériaux. Les lasers à fibre offrent des avantages supplémentaires, tels qu’un encombrement réduit et une longue durée de vie.
Évaluation des systèmes de marquage laser
Les systèmes laser offrent une méthode flexible pour marquer des pièces, même dans des opérations de fabrication hautement automatisées. Les lasers sont un excellent choix pour des vitesses rapides et une faible maintenance. Les lasers avec de grands champs de marquage peuvent marquer plusieurs pièces sans nécessiter la réorientation du laser ou du bac de composants, ce qui optimise les paramètres de puissance et améliore l’efficacité.
Des technologies comme Videojet Smart Focus™ permettent le marquage de surfaces à plusieurs niveaux. Grâce à cette technologie, des pièces de tailles différentes peuvent être marquées dans le même champ avec la technologie 2.5D, tandis que le laser ajuste la distance de mise au point à une distance prédéterminée lors de la configuration, simplifiant ainsi les changements et éliminant les ajustements manuels de mise au point.
Tous les systèmes de marquage laser ne sont pas égaux, et l’expertise peut vous aider à spécifier le bon laser pour votre ligne. Il est recommandé de travailler avec un partenaire de codage qui propose un large choix de configurations et de technologies laser. Ils peuvent vous aider à identifier et à intégrer plus facilement une solution optimale pour vos besoins, et à ne pas acheter trop de laser que vous n’en avez besoin pour votre application.
Avantages et inconvénients du marquage laser
Le marquage au laser offre des marques de haute qualité sur une large gamme de substrats, permettant un haut niveau de flexibilité et de lisibilité. En général, il est plus rapide que le jet d’encre continu, ce qui peut aider à augmenter le débit et l’efficacité dans des environnements de production à fort volume. De plus, étant donné qu’il n’y a pas de consommables à part les filtres des extracteurs de fumées, les coûts d’exploitation et de maintenance sont relativement faibles.
Lors de l’utilisation de systèmes de marquage laser, le matériel marqué est exposé à des contraintes thermiques, ce qui peut compromettre l’intégrité de la pièce. Il est donc nécessaire d’installer un bouclier de faisceau et un extracteur de fumées pour protéger les opérateurs.
Impression à jet d’encre (CIJ)
L’impression à jet d’encre permet un codage sans contact sur une grande variété de produits. Grâce à la technologie CIJ, un flux de gouttes d’encre est dirigé vers la cible d’impression via une tête d’impression. L’encre sort de la tête d’impression par une buse, et un signal ultrasonique divise l’encre en gouttes minuscules. Ces gouttes d’encre individuelles se séparent ensuite du flux et reçoivent une charge qui détermine leur trajectoire verticale pour former les caractères imprimés sur le produit. Les imprimantes à jet d’encre (CIJ) offrent une impression lisible sur presque toutes les surfaces, lisses ou irrégulières, et peuvent appliquer des codes sur le côté, le dessus, le dessous, voire l’intérieur d’un produit. Elles sont idéales pour les pièces convexes, concaves, irrégulières, ainsi que pour les surfaces très petites ou difficiles d’accès, où une méthode d’impression sans contact serait particulièrement adaptée.
Le CIJ est une technologie idéale pour l’impression des codes DataMatrix, car les gouttes d’encre distinctement formées utilisées pour créer ces codes offrent une excellente lisibilité. Les têtes d’impression à jet d’encre peuvent être positionnées à une distance de la surface de marquage tout en produisant des codes clairs et nets.
L’investissement initial d’une imprimante CIJ est généralement inférieur à celui d’un laser, et elle peut imprimer sur une plus grande variété de matériaux, en fonction de l’encre choisie. Les imprimantes à jet d’encre offrent également des vitesses de marquage élevées et peuvent être spécifiées avec des fonctions automatisées qui peuvent aider à garantir que le bon code est marqué sur le bon produit.
Évaluation des imprimantes CIJ
Les imprimantes à jet d’encre (CIJ) produisent des codes simples et sont idéales pour le marquage de pièces automobiles et aérospatiales. Ils sont rentables pour les producteurs à faibles ou haut volume et s’intègrent facilement dans les équipements de production existants. Les encres CIJ à séchage rapide peuvent s’adapter aux lignes de production à grande vitesse. La technologie CIJ est également sans contact, ce qui évite d’endommager ou de compromettre la surface de la pièce.
Avantages et inconvénients du CIJ
L’impression à jet d’encre offre généralement un faible investissement initial et permet d’obtenir d’excellents codes sur une large gamme de supports. Des vitesses d’impression rapides peuvent également contribuer à augmenter le débit.
Les formulations spéciales d’encres CIJ répondent aux exigences de l’application en matière de contraste, d’adhérence, de temps de séchage et de résistance au transfert, à la lumière, à la chaleur et aux solvants. Les encres pigmentées douces, comme celles utilisées dans l’imprimante Videojet 1580 C, peuvent produire des codes avec un contraste visuel élevé sur des surfaces de couleur claire et foncée, telles que des pièces en caoutchouc et des fenêtres.
Étant donné que les encres CIJ sont appliquées sur la surface d’un matériel, elles sont plus susceptibles d’être endommagées et peuvent être plus facilement usées par l’abrasion, contrairement aux marquages créés avec des lasers qui ont tendance à être plus durables. De plus, de nombreuses encres peuvent être enlevées avec divers solvants.
La conclusion
Le marquage direct des pièces est essentiel à la traçabilité tout au long du processus de fabrication et de la chaîne d’approvisionnement. En tant que leader mondial dans le domaine de la technologie de codage, Videojet comprend les exigences complexes et la fabrication allégée nécessaires au marquage direct des pièces. Chaque environnement de production et chaque substrat de produit sont uniques, ce qui nécessite une attention particulière lors de la sélection de la technologie de codage. Avec l’évolution vers le codage 2D, les fabricants se tournent de plus en plus vers l’impression laser ou CIJ.
Contrairement à certains fournisseurs de codage dans les industries de l’automobile et de l’aérospatiale, Videojet propose une large gamme de technologies, notamment le laser et le CIJ, ainsi qu’une expertise pour aider à choisir la solution idéale. En fait, de nombreux équipementiers et fournisseurs de pièces de premier plan font confiance aux spécialistes du codage et aux ingénieurs de service de Videojet pour les aider à identifier, intégrer et maintenir les solutions de codage adaptées à leurs lignes de production et à leurs cellules. Cette expertise, combinée à des produits exceptionnels, peut vous aider à maintenir votre production presque sans interruption, même dans des environnements difficiles.
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