金属部品識別用のレーザーマーキング | 株式会社グレープバイン

ラベル付け、識別、セキュリティ目的で製造製品への彫刻を義務付ける規制の拡大により、レーザーマーキングの必要性がますます高まっています。

HexaResearch のレポート「世界のレーザーマーキングマシン市場規模と予測、2014 ～ 2024 年」によると、世界のレーザーマーキングマシン市場は 2016 年に 22 億 1,000 万米ドルと推定され、2024 年までに 33 億 8 千万米ドルに成長すると予想されています。さまざまな価格帯で入手可能なレーザーマーキング製品の多様性はプラスの効果をもたらしていますが、高額な初期投資が市場の拡大的な成長を制限しています。

すべてのセグメント (CO2、ファイバー、グリーン、UV、YAG レーザー) の中で、ファイバーレーザーマーキングマシン市場は、システムの柔軟性と生産ラインへの統合の容易さにより、最も急速な成長が見込まれています。

アプリケーションに関しては、工作機械市場が 2016 年の最大のセグメントであり、レーザーマーキング市場全体の 30.7% を占めました。ラベル表示、識別、セキュリティを目的とした製品への彫刻に関する規制の拡大により、この分野は急速な成長が見込まれています。

オンタリオ州ミシサガにある Trotec Laser Canada の営業担当者である Mike Clarke 氏は、最近、Canadian Fabricating & Welding 社と最新のレーザーマーキングおよび部品識別技術および市場動向について話し合いました。

実際の部品のマーキングを見るとき、私たちは通常、ドットピーン、またはツールで作成された実際の印象について話します。これにはいくつかの方法があります。ツールを素早く連続して降下させるか、製品に画像を打ち込むかのいずれかです。

トロフィーショップなどでよく見かけるダイヤモンドスクラッチ法もあります。この技術は工業用ダイヤモンドを使用して表面を傷つけます。課題は、可読性と部品の損傷になります。たとえば、精密に製造された部品にマークを付けようとしている場合、適切にバランスが取れていなかったり、構造上の問題が発生したりする可能性があるため、通常は材料を除去したり、痕跡を残したりすることは望ましくありません。したがって、これらの方法は、このタイプのアプリケーションには必ずしも理想的ではありません。

レーザーエッチングが解決策になる可能性があります。エッチングには通常 2 つの方法があります。 1 つの方法は、素材を除去することです。これにより、ドットピーンやダイヤモンドスクラッチなどの問題が発生する可能性もあります。この部品はアニーリングすることもできます。この場合、材料を除去せずに黒いマークが付きますが、それでも良好な可読性が得られます。通常、レーザーアニーリングはマークの作成が速く、部品の構造上の問題が少なく、可読性が向上します。

適切なマシンを選択する場合、コストとアプリケーションが重要になる傾向があります。レーザーは情報を迅速に取得でき、生産フローに適しているため、コンベアシステムなどの生産環境でより効果的に機能します。ショップがあまり多くの商品にマーキングを行っていない場合は、マーキングの別の代替案を検討する可能性があります。

パーツトレースでは、通常、顧客が単にロゴを追加するだけでなく、バーコードや標準のテキスト情報を追加しているのを目にします。部品のトレーサビリティが必要な理由は、部品が故障した場合に、その部品がどこから来たのか、どのようなサプライヤー情報が入手できるのかを知る必要があるからです。

メーカーはさまざまな場所にある複数の異なるサプライヤーに依存している場合があり、情報源に戻る必要がある場合にはその情報にアクセスできる必要があります。たとえば、自動車のリコールが発生した場合、顧客はその部品がどこから来たのかを正確に知り、問題を解決するために戻ってくる必要があります。

Trotec ProMaker 300 ガルボ式ファイバーレーザーシステムは、部品の最も小さな細部にもマークを付けることができます。

また、OEM シナリオのように、メーカーが複数のサプライヤー向けに同じ部品を製造しており、そのサプライヤー全員が配布する際にロゴの表示を望んでいる可能性もあります。だからこそパーツマークを付けたがるのかもしれない。

メーカーによっては、顧客が交換部品を購入しやすくするために、部品番号や情報を記載したマークを付けることを好む場合があります。したがって、トレーサビリティの観点からだけでなく、注文のしやすさやブランドの識別も重要です。

何年もの間、人々は部品の識別についてまったく心配していませんでした。現在 NAFTA で何が起こっているかを見ると、多くの自動車会社が部品をカナダから輸入し、その後米国に輸入し、その後再びカナダに戻し、最終製品は米国に戻っていることがわかります。その部分がどこから来たのかを知る必要があるため、これは重要です。

成長の観点から見ると、フライホイール、ブレーキドラム、マニホールドなど、より大きな製品に組み込まれる部品を製造している人々からそのことがわかります。私たちは、より大きなコンポーネントに組み込まれるすべての部品にその識別マークが必要になるところまで来ています。私たちは、製造されるすべての部品の部品マーキングが成長産業であると考えています。

通常、ファイバーレーザーまたは YAG レーザーについて話します。陽極酸化アルミニウム部品を観察している場合は、ファイバーまたは CO2 レーザーのいずれかを使用できます。ファイバーは通常、金属マーキングマシンであり、CO2 は通常、非金属マーキングマシンです。 CO2 は陽極酸化アルミニウムによく作用します。 CO2 ソースを使用して工具やステンレス鋼にマークを付けたい場合は、それにプレスプレーを使用する必要があります。耐久性に欠けるので問題になります。

チタンやスチールの加工となると、次のような疑問が生じます。材料をアブレーションするのか、材料を除去するのか、それとも焼きなましマークを付けるのか? それがプロセスの最初のステップです。 2 番目のステップは、情報をマシンに取り込む方法を検討することです。それはオペレーターの入力によって行われますか? または、作業指示が届くと、その情報がソフトウェアに入力されますか。それとも、会社のオフサイトにある外部データベースから取得されたものなのでしょうか? これらは、適切なシステムを決定する前に尋ねるべき重要な質問です。

レーザーの焦点が合う特定の被写界深度があります。使用するレンズによっては曲面である程度のプラス、マイナスが生じます。曲面が多すぎる場合は、回転アタッチメントを追加して部品を回転させることができます。ただし、その場合、パーツの周囲に均一なマークを付けるために、パーツは本質的に円形である必要があります。

曲面への柔軟性を持たせるためのレンズもいくつかありますが、それは実際には部品によって異なります。その代償として、ビームスポットが広くなり、細かいマークの一部の詳細が失われますが、より長い曲線に沿って作業することができます。

パーツが光沢がありすぎてスキャナーが適切に認識しない場合は、マークを作成してから、境界/仕上げマークを作成するために戻ります。

これにより、スキャナーが戻って情報を簡単に取得できるようになります。背景が読みやすさに影響を与える場合があります。金属がそもそも粗すぎて、それでもスキャナーで読み取る必要がある場合、品質マークを付けることが困難になる可能性があります。

最も一般的に使用されているアクセサリの 1 つはロータリーアタッチメントです。また、パーツ上にテキストを簡単に配置できるように、レーザー加工機にカメラを追加することもできます。お客様は部品にテキストを重ねて、ソフトウェアの画面上でマークを確認できます。部品にマークを付けた後、カメラを使用して画像が正しいことを確認できます。

また、一部の密閉型レーザーマーキングシステムでは、オペレーターが吸い込むことができない金属からの煙を排出するための排気システムを顧客が追加しています。

安全機能は市場でより一般的になりつつあります。基本的なニーズのほとんどはマシンに直接組み込まれているため、付属品はほとんど必要ありません。

多くのインテグレーターがレーザーマシンを実稼働環境に導入しています。アプリケーションによって部品を処理する必要性が制限されるため、これは顧客にとって最も有利です。お客様が部品を掴むためにロボットを使用したり、部品のマーキングのためにレーザーで固定されたロボットを使用したりすることもあります。それは実際には顧客のプロセスによって異なります。

レーザー光源はますます強力になり、マーキングプロセスがスピードアップしています。

通常、私たちが扱っているのは、誰かが手動で部品を挿入し、マークを付けてから部品を取り出すことです。

また、コンベアシステムに統合されているシステムも見られます。これには、レーザーが部品がそこにあることを認識し、PLC が部品の完成時期を認識し、機械の準備が整うように PLC インターフェイスとの間で情報をやり取りする必要があります。次の部分を持ち込んでください。

コンベヤシステムの中には、迷光が人に当たらないように密閉システムに適合させる必要があるものもあります。レーザーが当たると失明する可能性があります。マークを付ける際には安全性を考慮する必要があります。

ガルボシステム、プロッターシステムを主に販売しております。組立ラインではガルバノシステムが見られますが、プロッターシステムでは、マークを付ける部品を箱に入れて稼働させる必要があります。それは顧客がプロセスをどのように処理するかによって異なります。ただし、プロッターシステムよりもガルバノシステムの方が多く販売される傾向があります。

副編集長の Lindsay Luminoso には、[email protected] で連絡できます。

Trotec Laser カナダ、www.troteclaser.com