需要用某种识别码标记零件或组件,促进质量控制,供应链管理,品牌保护,召回和监管合规性越来越重要。

这些标记范围从一个简单的彩色点的复杂度提供了一种视觉指示,即部件已经完成了一个过程,到字母数字日期代码或序列号,诸如条形码或数据矩阵代码。

理想情况下,制造商想直接在零件或装配上放置这些标记,而不是涂抹标签,这可能会损坏或脱落。在某些情况下,在组装所谓的摇篮到坟墓中和之后使用相同的识别码。在其他方面,代码只需要在制造过程中可见。并且,在某些情况下,制造商希望识别码对肉眼看不见,以防止伪造。

从手动模版印刷到激光雕刻,有多种技术用于标记产品的识别码。没有一个供应商为他们提供全部。最专注于一两个。因此,为应用程序选择最佳标记技术的客观信息可能很难通过。本文将尝试纠正。

标记技术可以分为两组广泛的组:联系和非联系。接触方法包括墨水转移,化学转移和机械压痕。非接触式方法包括喷墨标记和激光雕刻。每种技术都是独一无二的,拥有自己的优缺点。

墨水传输技术

有许多类型的油墨转移技术:湿墨往复编码器,胶印打印机,热转印打印机,热敏直接打印机,移印打印机和模板打印机。

在湿墨往复编码器中,油墨被储存在贮液器中。标记头首先接触储层,然后倒置并延伸到接触待标记表面。这个标记是用橡皮图章印出来的。标记可以是字母数字文本或符号,如圆圈或箭头。

使用胶印机,储存在储存器中的墨水润湿转移表面。标记头(通常,橡皮图章)从转移表面拾取墨水,并将其施加在待标记的表面上。一些偏移标记是滚动型编码器,其在沿着平面通过平面打印消息。其他偏移标记是台式型单位。要标记的产品位于底座和标记头周期上以施加标记。

热转印印刷涉及加热的打印头和带有蜡的油墨在一侧涂覆的带状丝带。要标记的消息是在打印头上的金属中形成的。为了制作标记,打印头将带抵靠基板,导致油墨熔化并粘附到部分。

热直接印刷是一种类似的过程,除了没有墨带。相反,加热管芯在热敏膜中产生标记,然后将其粘附到基板上。

在焊盘印刷中,墨水保留在储存器中,该储存器将墨水施加到模具中,通过薄薄地蚀刻到其表面上。接下来,硅胶传输垫按压在模具上,使墨水从管芯转移到垫上。然后垫按压在基板上,将墨水从垫转移到零件。

在模板打印中,在模板中创建图像。模板覆盖在基材上,油墨或油漆通过模板上的开放区域涂抹在部件上。

化学传输方法

在化学蚀刻技术中,导电金属是通过在经过化学处理的表面上加上电荷来进行电化学蚀刻的。零件必须首先清洗,然后必须将信息格式的掩蔽模贴在表面以进行电解液的应用。电荷可以从表面材料上去除0.0001到0.01英寸,这取决于金属和充电的时间。

机械压痕

其他接触标记方法不涉及油墨或化学品。相反,他们在零件的表面上雕刻或浮雕。这些方法包括冲击标记、点尖标记、手写标记和热印标记。

在冲击标记中,通常用硬金属制成的压花模具 - 以大量力压入基板中,留下表面的印象。模具可以是一组带有字母数字字符的金属戳,或者可以用特定消息(例如徽标)制作特殊模具。

在点喷标记技术中,硬化金属的尖端被打入(气动或电)
承印物留下由小缩进组成的信息。对可见性至关重要的是缩进的形状、深度、间距和大小。

手写笔标记是一种类似的过程。然而,而不是将表面喷洒,而是用硬化的金属尖端用于划线以用于可见的印象。与点喷头标记一样,印象的形状,深度,间隔和尺寸对于可见性至关重要,因为环境光通常用于辨别信息。

热烫印,或烙印,与压痕相似,除了金属模具是加热的。

无触点标记

在某些情况下,特别是如果速度是一个问题,则非接触式标记方法是要走的方式。有两种主要类型:墨水传输方法和能量转移方法。

最常见的墨水转移技术是喷墨标记,其中将微小的墨水喷射到基板上。有两种类型的喷墨技术:连续和按需降低。

使用连续喷墨(CIJ)技术,油墨可以根据需要不断循环和分散。CIJ有一个喷嘴,用来喷洒墨水滴,然后这些墨水滴会被电偏转,从而产生想要的信息。水滴形成了每个角色的垂直部分,而每个角色的水平部分形成了
基板通过喷嘴移动。换句话说,CIJ技术只能在零件移动通过喷嘴时形成字符。

在按需(DOD)方法中,仅当消息调用液滴以标记消息时,墨水仅喷墨。国防部有一系列喷嘴,以喷墨没有偏转。然而,像CIJ一样,要标记的表面必须是连续且稳定的运动。

一些特殊的喷墨机可以应用四色图像使用uv固化油墨非常持久的图像。

如果需要的只是一个点,喷射标记是一个很好的非联系选择。墨水保留在储存器中,并且当需要标记时,打开阀门以将油墨加压以通过孔喷涂以涂覆待标记的表面。如果组件是静止的,则所得到的图像是点,如果零件移动,则是静止的。

最多功能也是最昂贵的标记技术是激光。利用这项技术,高能光束聚焦在零件上,信息被烧蚀或烧入零件表面。在某些情况下,表面材料被氧化,留下一个黑暗的印象。或者,激光可以用来去除涂层,在下面留下图像。

几种类型的激光可用于标记零件,包括CO2,纤维,UV和YAG。功率从几瓦到几百瓦不等。更高的瓦数可以让信息印象更快或更深刻
难以蚀刻材料的印象。每个激光通过安装在电机上的镜子转向以快速产生标记。激光束通过透镜聚焦,以将能量集中燃烧图像。

材料考虑因素

大多数标记技术可与各种材料一起使用,包括塑料,金属和木材。

基于墨水的方法可以存在某些材料的问题,例如聚烯烃塑料。它们的表面能对于化学粘合不良,必须通过化学蚀刻,电晕处理或等离子体处理来增强。类似地,可以使用很少的方法来标记玻璃,这难以结合。激光器已发现具有难以标记的表面的一些应用程序。

非接触式标记系统通常用于精细零件。非常坚硬且脆弱的表面材料以及可失端的表面,可以消除考虑的冲击标记技术。凹版材料也难以缩进过程。

另一个要考虑的因素是材料的孔隙度,特别是对于基于墨水的方法。通常,油墨会根据材料的孔隙度来进行干燥和附着力。在某些情况下,非常多孔的材料,如低密度橡胶,很难用单一的油墨进行标记。一些制造商发现,多次撞击会使印记更明显。

表面本身的性质也有影响。它是平的、粗糙的、有纹理的、弯曲的、不规则的、圆形的还是有涂层的?在大多数情况下,任何标记技术都可以在平面上工作。粗糙和有纹理的表面会限制往复编码器的效率,在某些情况下,移印机的效率也会受到限制,因为没有足够的压力来承受将载墨转移垫延伸到凹进去的区域。

弯曲和不规则的表面通常是往复编码器的问题。在某些情况下,供应商可以修改标记头和油墨容器,以适应这些变化。移印机通常可以适应这些表面,而喷墨和激光标记基本上不受这些条件的影响。

不规则表面可以用所有的非接触式系统,以及点笔和手写系统进行标记。其他接触式标记系统的性能通常是有限的,因为传送面不能符合要标记的表面。一个例外是胶印机。他们可以打印一系列复杂的几何图形,通过移动产品,以手动标记的印象。

小直径产品比较大直径的物体更困难。打印的方向,围绕产品或沿其轴线,可以提出可能需要特殊考虑的问题,例如旋转产品或特殊标记头设计。

涂料可能是接触标记系统的一个问题,因为涂料可以掩盖表面条件。在某些情况下,涂层实际上可以追溯到油墨或化学物质输送系统。建议至少在消息区域清理要标记的表面。激光系统通过燃烧涂层和基材来留下信息来解决这个问题。

应用程序的温度会造成差异。如果产品将经受高温,油墨可能不是一个选择。油墨的温度通常限制在300华氏度。一些特殊用途的油墨具有更高的耐温性,但这些往往相当昂贵。冲击和激光打标不受热量影响。

相反,大多数标记技术都可以与将暴露在寒冷的温度下的产品一起使用。

设备注意事项

在大多数情况下,标记技术可以很容易地整合到装配线中,至少在设计阶段是这样。如果打标设备必须集成到现有的机器结构中,尺寸可以成为一个考虑因素。一些
湿式墨水编码器具有最小的工作包络。NonContact Technologies往往很小,在安装位置提供多功能性。在某些情况下,创建消息的单元与基础计算机分开,从而节省了线路上的空间。喷墨和触控笔机械是良好的例子。

另一个关键考虑因素是生产率。必须应用标记的速度通常会确定标记的方法。组装过程是否间歇或连续?

在标记频率的低端(每分钟小于60个字符)化学蚀刻,激光器,点击型打印机和垫打印机可以考虑。这些应用通常需要产品在标记期间保持固定位置。

在中等范围内(每分钟50至300个字符),往复式编码器进入播放。在这些应用中,产品通常在标记期间通常必须静止。这些类型的机器通常可以在每分钟最多200个字符的过程中使用。

在标记频率的较高端,非接触技术是最常用的。喷墨标记系统可用于产品移动速度高达2000英尺/分钟。激光的应用速度可达每分钟500英尺。

除线速外,还需要应用多少标记。当需要多个重复标记时,两个或更多台机器可以同时悬挂和循环。

当然,成本总是一个考虑因素。打标技术涵盖了从廉价的模板到造价超过10万美元的激光。

初始资本支出只是成本考虑方程的一个组成部分。工程师还必须考虑运营成本,例如设置,拆除,操作员注意,维护和操作用品。在某些情况下,获取标记技术(例如激光)的高成本可以通过低维护成本和无耗材成本来抵消。在其他情况下,较低的资本投资可能会在维护和运营用品中的成本更高。

视觉注意事项

油墨是最常见的标记介质,有很多选择。有溶剂型颜料油墨,水性染料,蜡基油墨,环氧基油墨和uv固化油墨。有食品级油墨和MIL-SPEC油墨。

对于装饰应用,四种颜色的焊盘打印是一种选择。激光可以创建非常详细的图像,尽管是一种颜色。

其他技术产生的标记质量最好被描述为“可读”或“无装饰”。

耐久性是一个相对的术语,因为所有的痕迹都可以通过磨损或各种化学物质消除。最持久的标记是由激光、化学蚀刻和冲击标记产生的。胶印机使用的环氧树脂油墨非常耐用。介质面有移印、烫印和喷墨打标。最不耐用的痕迹是由溶剂型和水性油墨制成的。

干燥时间是另一个需要考虑的因素。在某些情况下,让墨水快速干燥以适应下游加工是很重要的。一般来说,湿墨编码器,热敏打印机,喷墨和化学蚀刻可以用于快干应用。移印和胶印的干燥时间更长,因为它们使用更厚、更重的油墨。

对于某些应用,一种颜色就足够了。对于其他人来说,需要多种颜色。基于墨水的方法,热冲压和垫印刷提供了一系列颜色,可以使图像从背景中脱颖而出。基材的颜色,其孔隙率和其他表面效应,例如反射率,影响墨水颜色的选择。轻蓝色墨水与一系列深色和光表面形成鲜明对比。

Pad Printing提供了大量的Pantone油墨颜色,用于装饰痕迹。该技术可以进行单一彩色印刷,以及全面的四色印刷。如果衬底被烧掉,激光标记可以留下较暗的标记。否则,它会在基材上留下微弱的印象。

冲击标记和化学蚀刻不会改变基材的颜色,所以标记的可视性取决于这些技术的侵略性。

UV-荧光油墨可与湿墨密码器,垫打印机一起使用,
喷墨打印机,胶印机和模板留下仅在UV频谱中可见的标记。

消息考虑因素

大多数代码标记应用程序日期代码,产品代码,批号,传递失败标记和徽标 - 往往是小的,需要小于几平方英寸。往复式编码器,DOT-PEEEEN打印机,喷墨打印机,化学蚀刻,激光器和焊盘打印机都可以考虑。一些DOT-PEEN和热转印机可以标记超过50平方英寸的更大信息。所以,也可以抵消打印机。当激光器安装在X-Y表上时,即使是更大的消息也可以创建。对于非常大的消息,需要模板。

喷墨,激光和热记标记要求基板与标记头附近,这可能在某些应用中存在清除的问题。可以从待标记的表面设置冲击标记和焊盘打印机。在许多情况下,可以调整这些技术以允许在凹陷区域中标记。

对于重复消息,可以使用联系人和非接触系统。如果应用程序需要更改消息,例如序列号,则选择更有限。使用湿式墨水编码器,胶印机,热转印打印机,冲击标记,焊盘打印机和化学蚀刻,必须手动改变标记模具。使用墨水喷射器,激光器,点喷丸和手写笔标记,可以在飞行中进行消息变化。这些技术中的任何一个都可以产生顺序标记,例如序列号。

安全注意事项

一般来说,标记是一个安全的过程,但有一些问题需要考虑。

一是化学品安全。油墨的可视性,耐久性,干燥时间,附着力和法规遵从性。油墨是用载体配制的,以允许颜料和染料的流动和粘附。有许多等级的航母。水性油墨含有少量或不含挥发性有机化合物(VOCs)。溶剂型油墨的挥发性有机化合物含量较高。

化学蚀刻可以涉及一系列溶剂基化学物质,这取决于待蚀刻的材料。

激光标记不涉及化学物质,但各种化合物的废气可能具有侵略性,这取决于基材。

冲击标记不会产生空气传播的颗粒。

工程师还需要考虑标记机器将运行的环境。潮湿或多尘环境可以影响基于墨水的过程。所以,也可以大的温度波动。如果标记机安装在振动设备上或附近,这可能会影响标记质量。

选择一种技术

在许多情况下,客户要求非常具体,本文中概述的指导方针可能不适用于每种情况。建议求助于寻求信誉良好的供应商的专业知识。许多供应商将在您提交购买之前将您的部件标记应用与其设备进行测试。

总之,选择代码标记技术可以是一个非常复杂的过程。在某些情况下,工程师可能会发现多种技术能够制作所需的标记。然后,难以确定哪种技术可以以最可靠的方式产生最高质量的标记,以最低的成本。工程师应考虑初始资本成本,以及总体拥有成本。

有关零件标记技术的更多信息,请在740-453-1000,电子邮件呼叫短扣标记sales@sprintermarking.com或者访问www.sprintermarking.com