Metal marking laser machine on production line

关于零部件上直接打标的方法

工业零部件标识和追溯的主要技术。

零部件上直接打标(DPM)是在工业零件表面标记信息的过程。
但究竟是什么呢?有哪些不同的零部件上直接打标的方法?
这里有您需要了解的一切!

什么是工业零部件上直接打标?

零部件上直接打标是工业领域使用的一套技术,用于在产品上标记或刻印数据,如:序列号、生产日期、条形码、Datamatrix 二维码、logo。

目的是什么?保证产品在整个生命周期和供应链中的可追溯性。

Comparative table for DPM marking technologies

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激光打标

工业激光打标机利用激光束与材料相互作用,形成永久性标记。这种化学反应可产生不同的效果,具体取决于表面状况、零件材料、所使用的激光类型以及所选择的打标参数。

与机械技术(针式打标机和刻划式打标)相比,激光打标的深度较浅。

有多种类型的激光源可用于打标不同类型的材料:

  • 光纤激光(金属)
  • 混合激光(金属和塑料)
  • 绿激光(反光和敏感材料)
  • CO2 激光(有机材料:木材、橡胶、纸张、玻璃)
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Metal marking laser machine on production line

激光技术为零部件标识提供了许多优势:

  • 静音:工业激光打标机光束与材料之间的相互作用产生的噪音极小,如果配备抽气装置,则会发出低沉的吹气声。
  • 高精度:它能打出精致而精确的标记,完全适用于极小尺寸的小字符、logo 和二维码。是医疗行业的理想选择。
  • 高速:与其它打标方法相比,这是超快的零部件上直接打标的方法。
  • 不同的打标效果取决于零件类型、需求和项目。
  • 无耗材。

 

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金属上的直接零部件打标

不过,激光技术在用于 DPM 时可能会受到一些限制:

  • 价格:初始投资比点阵或刻划打标机高。
  • 激光安全:激光束很强,可能对操作人员造成危险。因此,安装一个合适的,经过认证的安全系统至关重要。刻宝可为您提供保护机壳(LW2)或光束保护罩(Mini-inline),将您的集成激光从 4 级(危险,操作员必须配备个人防护设备)升级为 1 级 工业激光打标机(全面保护)。
  • 设置:激光是一种用途广泛的复杂工具。操作机器和设置参数需要培训。不过,一旦配置好参数,任何操作员都可以启动工业激光打标机。
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ID plate black laser marking with Metal Marker G

点阵打标

点阵针式打标机使用机械打标技术,将零件材料变形为凹坑,以极小的破损对其进行打标(无热量、无碎屑,因为材料被挤压进去,因此重量不会改变)。

零部件标识是由振动的打标笔完成的,打标笔的尖端通过气动或电磁原理撞击工件表面。针头以每秒 1 到 300 次的高频率振动。
打标笔在不同尺寸的打标区域内移动,取决于所用的工业打标机的类型。

这项技术由刻宝(之前的 Technifor 泰尼福)的工程师在 40 年前发明,目前已在全球范围内得到广泛应用!我们的一些点阵针式打标机已经在生产线上连续运行了几十年...

 

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Gravotech - Dot Peen

气动:

气动点阵打标需使用压缩气。就像一个小型手锤,打标笔的针头撞击工件,然后被弹簧拉回初始位置。振动频率非常高,在 150 到 300 赫兹之间(每秒 150 到 300 次撞击)。这使其成为一种非常快速的零部件上直接打标的方法。

电磁:

电磁式点阵针式打标机 使用电子控制的强力电磁铁。每一次电脉冲都会将打标笔针头猛烈地推向工件,产生尖锐而深刻的撞击,然后在弹簧的作用下返回初始位置。冲击频率可在 1 到 40 赫兹(每秒 1 到 40 次)之间变化,具体取决于所需的效果。

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Pneumatic vs electromagnetic marking dot peen

点阵打标是应用极广泛的零部件上直接打标(DPM)技术:

  • 永久:高分辨率标识,肉眼可轻松读取,具有很强的抗磨损性。
  • 防伪:非常深的标记(在钢材上深度可达 0.5 mm)。
  • 标记但不变性:这种零部件打标方式在不改变零件特性的情况下压缩材料,因此几乎没有破损或重量变化的风险。这些优势在航空航天领域至关重要。
  • 多用途:该技术可用于多种材料(金属、塑料)以及不同形状和尺寸的零部件。
  • 坚固耐用:我们机器的设计使用寿命长达数十年,可在极其苛刻的环境中工作。
  • 经济:无需使用耗材或对环境有害的清洁产品。

 

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塑料标识

点阵打标是标记工业零件的常用方法,但也有一定的局限性:

  • 无对比标记:机械打标撞击材料,形成凹陷标记,而不添加或改变颜色。
  • 噪音水平:打标笔撞击零件进行打标,因此噪音水平高于刻划式打标机或工业激光打标机等其它零部件打标系统,尤其是在大型金属或空心零件上。
  • 打标笔的更换:根据材料、打标类型和使用频率的不同,打标笔及其针头的磨损速度也快慢。
  • 精细度不高:针式工业打标机速度快、精度高,但并不精致。如果优先考虑的是美观,激光会更合适。

 

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Impact点阵打标机

刻划打标

刻划式工业打标机使用硬质合金或金刚石针头,可以刻划出连续、干净、美观的标记。针尖在工件上滑动和刮擦,留下永久、深刻和清晰可辨的标记。

刻划是一种专用于金属的零部件标识解决方案:可用于铝、铜等各种金属零件以及钢和不锈钢等硬质材料。

刻划式零部件打标系统还具有另一个重要优势:通过与零件保持连续接触,零部件标识过程比点阵打标安静得多,因为点阵打标是撞击零件。因此,对于会产生共振的材料,如金属板和空心零件,建议使用刻划打标。

 

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Gravotech - metal marking machine

刻划技术在工业零部件上直接打标方面有许多优势:

  • 更安静:刻划是低噪音标识方案,因为针尖在材料上滑行,而不像点阵那样撞击。
  • 压缩气消耗量低:与点阵针式打标机相比。
  • 精确美观:我们的刻划式工业打标机采用高质量的双导轨和滚珠丝杠驱动,确保在所有部件上实现干净、高质量的标记。
  • 可读性:快速轻松扫码 OCR(光学字符识别)二维码和标识。
  • 金属专家: 可打标所有工业零部件,从软金属到超硬金属。
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Datamatrix组件:速度,质量和可靠

就 DPM 而言,刻划的缺点很少,但有两个问题需要考虑:

  • 夹具:零件必须夹紧,才能正确打标。在某些情况下,零部件的制造(焊接、冲压等)需要夹紧工件,这有利于随后的打标过程。*
  • 打标笔的更换:根据材料、打标类型和使用频率,打标笔及针头的磨损速度有快有慢。

 

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车辆识别号的深度打标

我们的直接零部件打标系统

其它直接零部件打标方式

Sticker labelling machine for part identification

工业零部件上的标签打标

标签打标是将信息打印在标签上,然后贴在零件上。

这种标识方案适合临时标记或识别最终客户看不到的部件,如车辆的内部件。

这种方法历来用于识别塑料零件,但现在正逐渐消失,转而采用更符合当今安全,质量控制和分类要求的永久性标记技术。

 


这种直接标记在零件上的方式的优点是:

  • 简单:工艺流程易于设置和使用。不需要昂贵的机器。
  • 可读性:打印的 Datamatrix 二维码或条形码白底黑字,对比鲜明,易于读取。
  • 经济:这种类型的机器和读码器都非常便宜。

 

标签打印的局限性:

  • 非永久性标记:其用途仅限于在生产车间进行识别,或在产品被保护期间使用。
  • 使用寿命有限:不适合用于质量监控,除了汽车行业中置于车内的部件标识。为了保持可读性,标签不得随时间改变。
  • 通用性较差:标签贴标机的可靠性不如针式或激光打标机,也不适合所有部件。
  • 粘性有限:标签在油性或粗糙表面的附着力较差。

 

Inkjet head for quick ink marking of parts for identification

喷墨打标

喷墨打标是使用喷墨打印头直接在零件上打标。

与其它的标识方案相比,这种标识的效率和可靠性较低,在工业领域使用较少。

建议用于纸板和食品包装上的标识。

 

喷墨打标对 DPM 的好处:

  • 高性能:油墨可附着于多种材料。
  • 高效多用:喷墨式直接零部件打标机可打标柔软或硬质材料。
  • 打标速度快:油墨可快速抹到待打标的工件上。
  • 飞行打标:可在移动工件上打标。
  • 耐久:比标签保存更好一点。

 

喷墨打标在零部件上直接打标的局限性:

  • 成本高:操作和耗材(墨水、溶剂)的成本相当高。
  • 维护:这种零部件打标系统需要经常维护和保养。
  • 分辨率低:与激光打标相比,分辨率低。
  • 非永久标记:随着时间的推移会褪色。

 

Traditional metal stamping punch marking machine

传统的印章压印打标

压印打标是一种简单的手动零部件打标系统。使用金属工具在金属、塑料或纸板零件上冲压字符(字母、数字等)。也可以找到杠杆操作的冲压机,使打标更加容易。

它的执行速度快,深度大,成本低是不可否认的优点。然而,模具的磨损和损坏更加不可忽视,而且这种手工标识方案没有任何统一性可言,也不符合标识标准。

注:有一些自动压印机可以进行增量打标,但其复杂性和低产量并不是公司的理想选择。


压印打标的优点

  • 简单有效:放好模具,用锤子敲打,在工件上做记号。
  • 独特深刻的标记:即使是坚硬的金属,模具及其系统也能打标。
  • 速度快:标记短字符序列的速度很快,尤其是有模版可供时。
  • 成本低:这种简单的直接零部件打标机操作简单,无需电子设备,因此是一种非常便宜的解决方案。


压印打标的局限性

  • 模具更换:由于每次使用都会磨损模具,因此可能需要经常更换模具。
  • 增量困难:有的打标轮可以递进,但每次打标前都必须转动打标轮。针对中批量的增量系统机械复杂,成本高昂。
  • 生产率低:手动操作和增量困难导致生产率不高。
  • 需要操作员:需要人工干预(有限的标准化标记)或复杂的机器来实现。
Laser marked metal side bracket

电化学打标

电化学打标专为打标不同尺寸和形状的金属零件而设计,包括将模板上的图案转移到指定零件上。根据模板的不同,零部件标识的速度也有快慢。

在实际操作中,模板是用热敏打印机打印出来的,并在电解液中浸泡,然后再放到零件上。手持式打标头与发电机相连,以来回运动的方式向模板施加低电流。该电流与模板和电解液相结合,在零件上留下高对比度的黑色印记。

 


电化学打标的优点

  • 价格低廉:这台直接零部件打标机和耗材价格低廉,可在黑色金属上打标。
  • 不改变材料属性:不会改变材料的结构或形状,因为标记是在表面形成的。
  • 精确打标:能够准确标记二维码、数字、文本和 logo。
  • 对比度非常好:标记是黑色的,在金属上非常明显。
  • 快速:只需打标头过两三次即可。

电化学打标的局限

  • 用途不广:只能标记导电金属。
  • 安装繁琐:每个标记都需要独立的印刷模版、打标头组件和电解液。
  • 产量低:每个标记都是手工完成的,需要单独的模板。
  • 复杂:电解液或模板必须在零件上准确定位(因为是手工放置)。
  • 耗材多:模板、电解液、中和剂、打标头、O 形圈...

 

Handheld engraving pen for decoration or direct part marking

用雕刻笔打标

雕刻笔是一种手持式工业打标机,用于快速标记各种尺寸的零件。

根据不同的市场需求,这种直接零部件打标机要么用旋转的钻石头钻入材料中,要么用硬质合金头敲击工件表面并使其变形(连续点刻)。

这种方式节省空间,更适合公司的定制物品,在工业中用于标记工具或设备。
雕刻笔有气动和电动两种。是一种简单便宜的机器。

 


用雕刻笔打标的优势:

  • 经济实惠:标识系统简单,价格便宜。
  • 使用方便:只需插上电源并打开雕刻笔,即可开始打标。
  • 速度快:打标和书写小字。
  • 便携:体积小,形状呈锥形,便于放在工具箱中携带。


用雕刻笔打标的局限:

  • 没有标准:因为打标是手工完成的,不可能遵循工业打标标准。
  • 产量低:这种直接零部件打标机不适合大中型批量生产,因为雕刻是手工完成的。
  • 笔尖磨损:应定期更换笔尖,因为每次使用都会产生磨损。
Comparative table for DPM marking technologies

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