パーツマーキングオプション

このゴム部分のシリアルナンバーはインクジェットプリンターで印刷されました。 写真提供：Matthews Marking Systems

このドットピーニングマシンは、炭化タングステンスタイラスを使用して金属部品にコードや英数字テキストをマークします。 写真提供：SICマーキング

空気圧スプレー バルブを使用すると、ブレーキ コンポーネントなどの部品にインクやペイントの小さな点や縞模様を塗布できます。 写真提供: ノードソン EFD

ラベル貼り付けが実行可能な選択肢であるためには、組立業者はラベルが完成品の動作だけでなく、後続の製造プロセスにも耐えられることを保証する必要があります。 写真提供：Whitlam Label Co. Inc.

この自動車部品にはレーザーでマークが付けられました。 写真提供：SICマーキング

パッド プリンターを使用すると、マグカップ、ペン、ゴルフ ボール、おもちゃなどの小型プラスチック消費者製品にロゴやその他の情報を印刷できます。

ドットピーニングにより、この金属部分にこの英数字が作成されました。 写真提供：Columbia Marking Tools

今年の自動車リコールの波は、製品に識別コードを付けることの重要性を浮き彫りにしました。 このようなコードがなければ、消費者は自分の車両が安全かどうかを知ることができず、自動車メーカーは問題のある部品がいつどこで製造されたのかを知ることができなくなります。

製品にコードを付ける理由は、保証要件だけではありません。 このようなコードは、メーカーが在庫を追跡し、アセンブリをカスタマイズし、異なるラインで製造されたサブアセンブリを「結合」し、正しい部品が正しい製品に確実に取り付けられるようにするのに役立ちます。 摩耗が予想される部品はコードで識別できるため、顧客は交換部品を簡単に見つけることができます。

シンプルなドットでも実用的です。 たとえば、特定のテストまたは検査に合格したアセンブリをドットでマークして、合格しなかったアセンブリと区別することができます。 または、組立業者が部品を正しい製品、順序、方向に取り付けることができるように、部品上にドットを配置することもできます。

アセンブラには、製品をマーキングするための多くのオプションがあります。 ラベル付け、彫刻、スタンピング、化学エッチング、パッド印刷などの一部の方法では、マーキング対象の部品に接触します。 インクジェット、スプレー バルブ、レーザーなどの他のテクノロジーは非接触方式です。 どちらを使用するかは、材料、生産量、環境への配慮、およびマークする必要がある情報によって異なります。

製品をマークする 1 つの方法は、製品をインデントすることです。 これはいくつかの方法で実現できます。

ハンドスタンプは最もシンプルなマーキング器具の 1 つです。 この工具は、一端に文字が刻まれた長方形の金属片です。 物体に文字を刻み込むには、彫刻された端を物体に押し付けながら、反対側の端をハンマーで叩きます。

プロセスを自動化するために、スタンプをプレスに取り付けることができます。 複雑な金型では、自動的に桁を進めて連続したシリアル番号を作成できます。

ホットスタンピングはこのプロセスのバリエーションです。 このプロセスは、金型が加熱されることを除いて、インパクトスタンピングと同じです。 このプロセスは、プラスチック部品にマークを付けるために使用され、多くの場合、溶接とシールを同時に行うために使用されます。 ワイヤーやケーブルのマークにも使用されます。

ロールマーキングもスタンピングのバリエーションです。 このプロセスはいくつかの方法で実行できます。 丸い部品は平らなダイを通り抜けることができます。 丸いダイスは平らな部分を転がることができます。 または、丸いダイスを丸い部品の周りに転がすこともできます。 転造ダイは部品との接触点が小さいため、プレスよりもマークを付けるのに必要な力が少なくて済みます。

彫刻では、タングステンカーバイドのスタイラスで素材上に直線と円形の線を描きます。 ドットピーニングも同様のプロセスです。 材料に書くのではなく、スタイラスは低応力の圧縮力でドットを冷間成形します。 どちらのプロセスも、さまざまなサイズと深さのバーコード、2D コード、ロゴ、英数字の作成に使用できます。 直線、円弧、放射状の刻印は、表面が平坦または凹凸のある柔らかい素材または硬い素材で作成できます。

化学エッチングでは、シルク スクリーンと酸を使用して金属部品に浅いマークを焼きます。 この方法は、同じマークを繰り返す場合にのみ実用的です。 もう 1 つの制限は、最終的には画面が摩耗して交換が必要になることです。 また、組立者は酸を取り扱う際に細心の注意を払う必要があります。

ドライエッチングもほぼ同じ方法で行われます。 酸の代わりに、細かい砥粒をステンシルに吹き付けます。 このプロセスは、バスルームの備品や手動工具など、硬い表面、陽極酸化処理、または高度に研磨された表面を持つ金属にマークを付けます。 つや消しのような印象を与えます。

組立業者が単に製品にドットを付ける必要がある場合、空気圧シリンダーに取り付けられた詰め替え可能なフェルトチップ マーカーが簡単な解決策となります。 シリンダーがマーキング ヘッドを部品に往復させ、ポンプが 10 ～ 20 マークごとにヘッドにインクを供給します。 一般的な機器では、1 オンスのインクで 10,000 ～ 20,000 個の部品にマークを付けることができます。 ペン先のサイズは 0.125 ～ 2 インチの範囲で、円、正方形、長方形、三角形にすることができます。

空気圧スプレー バルブを使用すると、インクやペイントの小さな点や縞模様を塗布することもできます。 一般的なスプレー バルブには 2 つの空気入力があります。 空気を作動させるとバルブニードルがシートから持ち上げられ、マーキング液の流れが始まります。 次に、少量の低圧空気を使用して、基板上に均一な量の流体をスプレーします。 サイクルの終わりに、ニードルは高速かつきれいなカットオフで着座し、低圧空気が数ミリ秒間継続します。 ノズルから残留液を除去することで目詰まりを防ぎます。

より複雑なマーキングには、より複雑なソリューションが必要になります。 一例はパッドプリンターです。 このタイプのシステムは、マグカップ、ペン、ゴルフ ボール、おもちゃなどの小さなプラスチック消費者製品にロゴやその他の情報を印刷するために使用されます。 基本的なシステムは、水平および垂直のスライド、開いたインク壺、スパチュラ、ブレード、印刷版、シリコン転写パッドで構成されています。

シーケンスを開始するには、水平スライドが左に移動し、ヘラがインク壺からプレート上のインクをすくい出します。 スライドが戻ると、ブレードが版から余分なインクを取り除きます。 次に、垂直スライドが転写パッドをプレートに押し付け、持ち上げて元に戻します。 版から画像を保持している転写パッドが印刷対象に向かって左に移動すると、新しいインクが版上に付着します。 次に、パッドが部品まで下降し、痕跡を残し、このプロセスが繰り返されます。

このシステムのバリエーションとして、ロータリー グラビア パッド印刷があります。 プロセスは同じですが、印刷版と転写パッドが回転ドラムである点が異なります。 このタイプのシステムは、注射器やビーカーなどの円筒形の製品に印刷します。

シリアルマーキングアプリケーションには、インクジェットシステムが必要です。 その名前が示すように、インクジェットは連続的に循環するインクの流れで表面にマークを付けます。 プリントヘッドの内部では、加圧されたインクの微細なジェットが小さなノズルから現れます。 ノズルの隣にある液滴発生器には、インク内に超音波圧力波を生成する駆動ロッドが含まれており、ノズルを出た直後にジェットを別々の液滴の流れに分割します。 ノズルの下の電極により、各液滴に静電荷が与えられます。 インク滴は、2 つの高電圧偏向板の間に形成された静電場を通過します。 それぞれの帯電した液滴の飛行方向は、帯電した液滴のサイズによって異なります。 印刷に不要なインク滴は静電気を帯びず、ガターに回収されてリサイクルされます。

組み立て業者は、一連のインクジェットを使用して、小さな高解像度のグラフィック イメージや数行の情報を広範囲に印刷できます。

塗布方法に関係なく、アセンブラにはインクの選択肢が数多くあります。 インクは、簡単に除去できる水溶性のものから、腐食性化学薬品に耐える永続的なものまで多岐にわたります。 インクは空気乾燥することも、熱または UV 光で硬化することもできます。 目に見えるマークが適切でない場合は、UV 感受性インクを使用できます。 これらのインクは通常の光では見えませんが、UV 光にさらされると蛍光を発します。

インクベースのマーキング方法に関する懸念の 1 つは、インクが基材に付着する能力です。 場合によっては、部品を洗浄したり、接着を促進するプラズマや化学物質で処理したりする必要がある場合があります。

ラベルは、製品をバーコード化する一般的な方法です。 ただし、ラベル貼り付けが実行可能な選択肢であるためには、組み立て業者はまずラベルがその後の製造プロセスおよび最終製品の動作に耐えられることを確認する必要があります。

ラベル素材や粘着剤も豊富に取り揃えております。 ポリエステルやビニールのラベルは、高温や強力な化学薬品が心配ない場合に使用できます。 高温カプトンはウェーブやリフローはんだ付けに耐えられるため、プリント基板に推奨されます。 チューブ、配線、ケーブルには、ビニールおよびナイロン布ラベルをお勧めします。 金属化ポリエステルラベルは、電気機器の金属定格プレートの代替品として使用できます。

ラベルがオプションの場合、組立者は事前に印刷されたラベルを使用するか、ライン上のオンデマンドで印刷するかを決定する必要があります。 事前に印刷されたラベルは、エンコードされる情報が事前にわかっている場合に使用されます。 アプリケーションが単にシリアル番号を必要とするだけであれば、重複した番号やその他のエラーを防ぐために必要な編成やプログラミングに関与する理由はないかもしれません。

一方、ラベルに印刷する情報は、必ずしも事前に決定できるとは限りません。 その場合は印刷して申請するシステムが必要となります。 これらのシステムにより、ラベル貼付時に情報を生成し、製品に適用することができます。 通常、組立業者がコンピュータ画面上でラベルをデザインできるソフトウェアを備えています。 これらのシステムの主な利点は、少量の生産に対応できることです。

ただし、印刷して貼り付けるシステムは、事前に印刷されたラベルを使用するよりも高価です。 このようなシステムでは、プリンタのコストに加えて、印刷された内容が正しくスキャン可能であることを確認するために追加のバーコード スキャナが必要になる場合があります。

ラベル アプリケーターには、固定軸、2 軸、または 3 軸の機械を使用できます。 ラベルをすべての製品でまったく同じ位置に配置する場合は、固定軸機械で十分です。 複数のラベル位置または多品種生産の場合は、多軸機械が必要です。

ラベルの配置方法はさまざまです。 一部のアプリケーターでは、製品が通過するときに軽く叩いたり、タンピングしたりしてラベルを貼り付けます。 ラベルを製品に吹き付けたり、軽くブラシで吹き付けたりする人もいます。 配置の精度も、製品やラベルのサイズによって異なります。

レーザーは最も柔軟なマーキング技術であり、金属、合金、紙、ゴム、ガラス、プラスチック、複合材料、セラミックに永続的で高品質なマークを作成できます。 平面、曲面、凹凸のある面にバーコード、2D コード、シリアル番号、ロゴ、グラフィックを作成できます。 レーザーは、集積回路、プリント基板、医療機器、ノギス、コンピューターのキーボードなどの製品にマーキングするために使用されます。

いくつかのプラスチックは、レーザーマーキング装置で使用できるように配合されています。 これらのプラスチックは、レーザーの集中的な熱にさらされると色が変化します。 たとえば、レーザーを使用すると、いくつかのグレードの黒色アセタール コポリマーに明るい白いマークを作成できます。 レーザーはポリマーの表面を溶かして発泡させることによってマークを作成します。 周波数とパワーを調整することで泡の量をコントロールできるので、マークの色を薄くしたり濃くしたりすることができます。 多くの車のトランク リリース レバーやラジオ ボタンのマークはこの方法で作られています。

Nd:YAG、ヘリウムネオン、CO2、エキシマレーザーをマーキングに使用できます。 デュアル偏向ヘッドとプログラム可能なビーム スプリッターを使用すると、1 つのレーザーで 2 つの部品に同じ情報を同時にマークできます。 あるいは、同じシステムで、部品または部品のトレイを移動せずに、より広い領域にマークを付けることもできます。 一般的なレーザーは、1 秒あたり 400 を超える一筆書き文字を生成できます。

レーザーマーキングには安全上の懸念があります。 場合によっては、レーザーを連動ドアのある筐体に収容する必要があります。 筐体内の窓は、レーザー光が漏れるのを防ぐ必要があります。 レーザーマーキングでもヒュームが発生する可能性がありますが、これらは HEPA およびチャコールフィルターを備えた排気ユニットで除去できます。

オンラインでの組み立て

部品のマーキングの詳細については、www.assemblymag.com にアクセスして次の記事をお読みください。