Hittebestendige identificatie van componenten in de metaalbewerking

Het Duitse Senodis Technologies, een afsplitsing van onderzoeksinstituut Fraunhofer, heeft een techniek ontwikkeld voor de identificatie van individuele componenten in metaalbewerkingsprocessen bij hoge temperaturen. Met CeraCode kan een component worden gemarkeerd met een speciaal ontwikkelde inkt die 1.300 graden Celsius weerstaat, een temperatuur die kan optreden bij warmvormen, persharden of oppervlakteharden.

Het markeren van componenten zodat ze kunnen worden gevolgd is een belangrijke vereiste voor de digitalisering van processen in de maakindustrie. In de metaalverwerkende industrie zijn pogingen op dit gebied tot nu toe vooral mislukt omdat metalen componenten in afzonderlijke processtappen vaak worden verhit. Conventioneel bedrukte codes worden daardoor vernietigd en kunnen niet meer worden uitgelezen.
Als alternatief kunnen codes met een weekproductienummer in de componenten worden gestanst, maar dit kan het metaal aantasten. Bovendien moet in het geval van een afgekeurde component daarbij alsnog de hele badge handmatig worden gecontroleerd omdat de stukken niet individueel zijn gemarkeerd. De toekenning van individuele codenummers is mogelijk via lasermarkering, maar dat is een dure techniek die relatief veel tijd kost en extra veiligheidsmaatregelen met zich meebrengt.

CeraCode kent die nadelen niet; het maakt gebruik van speciale, door Fraunhofer ontwikkelde inkt op basis van keramische pigmenten die zich onder invloed van hoge temperaturen hechten aan het oppervlak van het onderdeel. Afhankelijk van de samenstelling is de inkt bestand tegen temperaturen van meer dan 1.300 graden Celsius. De CeraCode-‘datamatrixcode’ kan met deze inkt in-line op de componenten worden aangebracht; dit kost volgens Senodis twee seconden per component. Alle relevante procesgegevens (zoals productiedatum en -nummer, oventemperaturen, doorlooptijden, persdrukken, mate en sterkte van vervorming) kunnen aan de code worden toegewezen en bij andere machines weer worden uitgelezen.

Voorbeeld

Onderzoekers van Fraunhofer die de inkt hebben ontwikkeld, illustreren het belang van deze vinding door een voorbeeld te schetsen. Stel dat tijdens een steekproefsgewijze controle in een autofabriek een werknemer opmerkt dat van een metalen onderdeel de geometrie niet voldoet aan de specificaties. Dankzij de toepassing van CeraCode heeft het onderdeel een markering met een uniek serienummer dat de werknemer kan uitlezen met  een scanner. Op het display wordt vervolgens een database geopend die alle parameters voor het fabricageproces van het onderdeel weergeeft. Het probleem is daarmee eenvoudig te achterhalen. In dit voorbeeld kan de persdruk tijdens een bepaalde processtap te laag zijn geweest. Met een paar klikken kan de operator nu alle andere componenten bekijken die met die verkeerde persdruk zijn verwerkt en moeten worden afgekeurd, waarna een robot ze uit het proces kan verwijderen. Daarmee moet de tijdrovende handmatige inspectie van alle mogelijk aangetaste onderdelen en het vervolgens handmatig verwijderen van uitval tot het verleden behoren en kan het productieproces direct worden voortgezet.

De oplossing die Senodis nu met CeraCode introduceert, is getest in een pilotproject bij een grote Duitse autofabrikant. De basisversie van CeraCode omvat de etikettering, de eerste opname voor de oven en de tweede opnamefase, oftewel het uitlezen met behulp van een industriële scanner achter de oven. Christoph Kroh, algemeen directeur bij Senodis, benadrukt dat CeraCode geen ‘one-fits-all-oplossing’ is die standaard aan elk productieproces kan worden toegevoegd. Het bedrijf past het systeem per project aan, zodat het aansluit bij de eisen en behoeften van de klant; van de inkt voor de specifieke oppervlakte-eigenschappen van de te produceren componenten, tot het ter beschikking stellen van een database-oplossing voor het beheer van de procesgegevens.