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Drucktechnologien im Fokus

Beschriften und Etikettieren am laufenden Band

Beinahe sämtliche Bauteile eines Autos werden während der Produktion mit einer Kennzeichnung versehen. Vom Aufdruck auf einer Schraubenpackung bis zur Faserlaser-Markierung einer Abgasrückführung – Drucklösungen auf der Basis von Tinte, Laser, RFID und Etiketten sind in verschiedene Produktionsprozesse eingebunden. Dabei kommen häufig mehrere Technologien nebeneinander zum Einsatz.

Bild: Bluhm Systeme

Ein Auto besteht aus rund 10.000 Einzelteilen, von denen in der Regel jedes eine direkte oder indirekte Kennzeichnung trägt. Die Beschriftungen dienen zum Beispiel der Rückverfolgbarkeit, Qualitäts- und Fälschungssicherheit, als Nachweis im Zusammenhang mit der Produzentenhaftung oder auch zur Steuerung von Produktionsschritten und logistischen Abläufen. Um die einzelnen Bauteile und Halbzeuge direkt an der Produktionslinie mit den entsprechenden Informationen wie Seriennummern zu versehen, gibt es verschiedene Systemlösungen auf Basis von Tinte, Laser, RFID und Etiketten. Die Wahl des Kennzeichnungssystems hängt von verschiedenen Faktoren ab: Welche Informationen müssen transportiert werden? Muss die Kennzeichnung beständig sein? Welches Material ist in welcher Produktionsgeschwindigkeit und Umgebung zu kennzeichnen? Ungeachtet aller Besonderheiten gibt es für die Technologien typische Anwendungsfelder.

Kennzeichnung von Extrusionsteilen

Zur Beschriftung von Kabeln oder Komponenten aus Kunststoff oder von Metallteilen kommen vielfach robuste Inkjet-Drucker wie das System Linx Continuous des Anbieters Bluhm zum Einsatz. Die Geräte kommen mit vielen Materialien und Oberflächen − gewölbt, eben, porös und glatt − zurecht; für die unterschiedlichen Anwendungen gibt es ein breites Tintenspektrum. Bei dunklen Materialien sorgen etwa pigmentierte Tinten für eine kontrastreiche Codierung. Die Drucker zeichnen sich zudem durch Schrifthöhen ab 0,8mm und Druckgeschwindigkeiten von bis zu 8,41m pro Sekunde aus. Da kombinierte Druckköpfe auch bei höheren Abständen zum Produkt infolge spezieller Schriften gute Druck-Ergebnisse erzielen, werden sie häufig bei Extrusionslinien eingesetzt.

Ein Beispiel dafür ist die Beschriftung von Gummiprofilen für die Automobilindustrie bei CQLT Saargummi. Das dort eingesetzte Inkjet-System druckt einen Text auf das Gummiprofil, setzt eine Abschnittsmarkierung für die Qualitätssicherung und markiert die Stelle, an der das Profil später abgeschnitten wird. Diese Kennzeichnungen halten dem weiteren Bearbeitungsprozess stand, bei dem die Gummiprofile auf über 300° Celsius erhitzt, mit Mikrowellen bestrahlt und anschließend auf 20-30° Celsius abgekühlt werden.

Fälschungsschutz direkt an der Linie

Laser-Beschriftungen sind besonders dafür geeignet, Bauteile dauerhaft und manipulationssicher zu kennzeichnen. Laser markieren durchlaufende oder stehende Produkte aus Kunststoff, Gummi, Papier, Pappe, Folien und beschichteten Metallen, dabei wird die Beschriftung präzise platziert und bleibt lesbar. Die Johnson Matthey Catalysts Germany GmbH schreibt mit einem CO2-Laser der Marke E-Solarmark Informationen für die Rückverfolgbarkeit auf keramische Katalysatoren. Der Umbau des Strahlaustrittes kann in einem Winkel von 0 oder 90 Grad durch den Anwender vor Ort erfolgen. Somit ist die Positionierung des Laserkopfes zur Laufrichtung des Produktförderbandes möglich.

Die Huf Electronic GmbH produziert für die Automobilindustrie elektronische Baugruppen und Steuergeräte: Vor Auslieferungen werden die einzelnen Baugruppen in einem Prüfautomaten nicht nur mechanisch, sondern auch elektronisch geprüft. Bei bestandener Prüfung erhält die Baugruppe mit dem CO2-Laser einen sechs mal sechs Millimeter großen Datamatrix-Code, der notwendige Produktdaten für die Rückverfolgung enthält. Die Informationen für die Kennzeichnung gelangen bei dem Unternehmen über die serielle Schnittstelle aus dem Prüfautomaten in die Steuereinheit des Lasers.

Glänzende und gehärtete Oberflächen bedrucken

Materialien wie Plastik mit Additiven, Metalle mit glänzenden Oberflächen oder gehärtete Stähle müssen aufwendiger gekennzeichnet werden. Dafür eignen sich Faserlaser wie der E-Solarmark FL des Hardware-Anbieters. Die Abgasrückführsysteme der Dura Automotive Systems werden etwa mit diesem Lasertyp beschriftet: Sowohl die Rohr-Bauteile als auch die aufgebrachten Informationen wie Logo, Zeichnungs- und Produktionsnummern, Kundenteilenummern müssen einem Druck von bis zu 20 Bar und Temperaturen von 600° Celsius standhalten. Da sich die Controller-Einheit und der Laser-Schreibkopf bis zu fünf Meter voneinander getrennt platzieren lassen, kann der Laserkopf direkt in die Produktionslinie integriert werden. Dabei gestattet der Einsatz von Stativen und Strahlführungsmodulen die Produktbeschriftung auch in beengten Produktionsumfeldern.

Durch Laserkennzeichnungen lassen sich nicht nur fälschungssichere Beschriftungen aufbringen: Die Markierungen auf dieser Abgasrückführung von Dura Automotive Systems bleiben auch unter extremen thermischen Belastungen lesbar. Bild: Bluhm Systeme

Bis zu 120.000 Etiketten in der Stunde

Für die Kennzeichnung von Bauteilen mit vorgedruckten Etiketten dienen Etikettenspender wie die Geset-Serie. Die Geräte applizieren Etiketten im Durchlauf, im Start / Stopp- oder getakteten Betrieb. In speziellen Szenarien lassen sich so Geschwindigkeiten von bis zu 120.000 Etiketten pro Stunde erreichen. Der Einsatz von Etikettendruckspendern bietet sich inbesondere an, wenn aktuelle, variable Daten wie Logistikinformationen aufgebracht werden sollen. Bei der Schraubenfabrik Wilhelm Schumacher GmbH, einem Automobilindustrie-Zulieferer, ist im Bereich Lagerlogistik ein Etikettendruckspender der Legi-Air-Serie im Betrieb. Das Gerät ist mit einem 90-Grad-Schwenkarm ausgerüstet und etikettiert mit Schrauben befüllte Kartons und Kleinladungsträger auf der Vorderseite.

Um den Einsatz in variablen Umgebungen zu ermöglichen, kann eine modulare Bauweise der Drucklösungen vorteilhaft sein. So gibt es beispielsweise Präzisionsetikettierer oder Etikettierer für durchlaufende Kartons in unterschiedlicher Höhe. Auch für Paletten-Kennzeichnung gibt es Speziallösungen: Der Legi-Air 4050P kann etwa bis zu sieben Paletten beidseitig gemäß GS1-Standards im Durchlauf beschriften. Etikettendrucker lassen sich auch mit RFID-Druckmodul ausstatten. RFID-Informationen lassen sich flexibel erfassen und verwerten. Dadurch bietet sich der Einsatz der Technik zur Steuerung von Logistik-Vorgängen an. Alternativ zum Etikett können Kartons auch mit Tintenstrahldruckern auf Basis von Piezo- sowie thermischer Inkjet-Technologie direkt bedruckt werden.

Für diesen Anwendungszweck existieren Lösungen, mit denen sich Kartons an zwei unterschiedlichen Linien gleichzeitig oder von zwei Seiten beschriften lassen. Mit Trident-Druckköpfen lassen sich Druckhöhen bis 800mm erzielen, was die Technik besonders für Logistik-Kennzeichnungen empfiehlt. Welche Techniken für die entsprechende Anwendung sinnvoll ist, sollte stets individuell abgewogen werden. In dier Praxis kommen häufig mehrere oder sogar alle Technologien − also Inkjet, Laser, Etikett und RFID − innerhalb eines Produktionsablaufes zum Einsatz.

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