INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN

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Christoph Baumann
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1 TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN - direkt ab Stückzahl 1 an der Maschine Jörg Smolenski Laserbeschriften Bad Camberg, MAV Forum, INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN, Jörg Smolenski Vertraulich

2 Inhalt 1. Industrie Kurze Erläuterung 2. Film mit einem Beispiel 3. Vergleich verschiedener Kennzeichnungsverfahren 4. Laserbeschriften EINFÜHRUNG APPLIKATIONEN 5. Laserbeschriftung an der Maschine 6. Zusammenfassung 2

3 Von Industrie 1.0 zu Industrie 4.0 Definition 1. Mechanisierung 2. Elektrifizierung 3. Automatisierung 4. Vernetzung 3

4 FILM Industrie 4.0 Hannover Messe 2015, Arburg 4

5 Industrie 4.0 und die Vernetzung Bekannte Techniken/Verfahren werden miteinander verknüpft Produkte können rückverfolgt werden (Während Produktionsprozess und beim Kunden) Kennzeichnung selbst auf einzelne Bauteile Verwendung von DMC und BC ermöglichen schnelle und flexible Weiterverarbeitung Bildverarbeitungssysteme ermöglichen automatisierte Erkennung und Zuordnung Datenbanken verbinden die einzelnen Prozessschritte Es fängt mit der Kennzeichnung des Bauteiles an. 5

6 INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN VERGLEICH VERSCHIEDENER KENNZEICHNUNGS-VERFAHREN INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN, Jörg Smolenski Vertraulich

Markierverfahren im Vergleich Lasermarkieren Nadeln Ritzen Ätzen Prägen Tamponprint Qualität hoch hoch hoch hoch gut mittel Beständigkeit hoch hoch hoch mittel hoch mittel Materialbeanspruchung

7 Markierverfahren im Vergleich Lasermarkieren Nadeln Ritzen Ätzen Prägen Tamponprint Qualität hoch hoch hoch hoch gut mittel Beständigkeit hoch hoch hoch mittel hoch mittel Materialbeanspruchung gering hoch hoch mittel hoch gering Flexibilität hoch mittel mittel keine mittel mittel Investition hoch mittel hoch gering gering mittel Verschleiß gering hoch hoch gering hoch hoch Umweltverträglichkeit hoch mittel mittel gering hoch gering Prozessdauer (10 Ziffern, Schrifthöhe 2mm) <0,6sec 3sec 5sec 30sec ca.1sec 1sec

Mechanisches Markieren Pneumatisches Nadelprägen Beschriftung des Materials mit einer durch Druckluft oszillierenden Hartmetallspitze (Nadel)

62 HRC Elektromagnetisches Nadelprägen Beschriftung des Materials mit einer durch einen Magnet oszillierenden Hartmetallspitze (Nadel)

8 Mechanisches Markieren Pneumatisches Nadelprägen Beschriftung des Materials mit einer durch Druckluft oszillierenden Hartmetallspitze (Nadel) Hohe Geräuschentwicklung bis 120db Druckluftverbraucht (Arbeitsdruck : 6bar) Teilemarkierung in Kunststoff oder Metall bis zu einem Härtegrad von 62 HRC Elektromagnetisches Nadelprägen Beschriftung des Materials mit einer durch einen Magnet oszillierenden Hartmetallspitze (Nadel) Hochpräzisionsmarkierungen Ideal für präzise 2D Datamatrix TM Code Markierungen Große Tiefen (schnell) möglich (Überlackieren) Werkstückspannung in X und Y nötig

Nadelmarkierung unter 72dB(A) Hohe Qualität Markierung durchgehender Linien Teilzerspanung durch

9 Mechanisches Markieren Markierung durch Ritzen Beim Ritzen wird die Nadel ohne Oszillation auf das Werkstück gedrückt und verfahren hoher Verschleiß Reduzierte Schallemission gegenüber Nadelmarkierung unter 72dB(A) Hohe Qualität Markierung durchgehender Linien Teilzerspanung durch Verdrängung - Grosse Tiefen möglich Aufwendiges Spannen in X, Y und Z Richtung Druckluftverbraucht (Arbeitsdruck : 6bar)

Handschuhe und Schutzbrille tragen Begrenzte Materialauswahl (Material muss Kohlenstoff enthalten)

10 Elektrolytisches Markieren Ätzen Unflexibel Schablone notwendig Manueller Prozess Variable Daten nicht möglich Geringe Lebensdauer einer Schablone Elektrolyt (Säure) ist giftig Umweltbelastend Bediener muss Handschuhe und Schutzbrille tragen Begrenzte Materialauswahl (Material muss Kohlenstoff enthalten) Schwierige Positionierung und Wiederholbarkeit Schneller Prozess Auflegen, Warten, Fertig Günstig in der Anschaffung 10 10

Vorbehandlung Hoher Wartungsaufwand - Maschinenstillstände Hohe Verbrauchskosten (Tinte und Lösungsmittel)

11 Farbmarkierung (Tintenstrahldruck )/ Tampondruck Unflexibel und kleine Druckfläche Aggressive giftige Chemikalien - Umweltbelastend Hoher beißende Geruchsentwicklung Begrenztes Material Bedruckbar, teilweise Vorbehandlung Hoher Wartungsaufwand - Maschinenstillstände Hohe Verbrauchskosten (Tinte und Lösungsmittel) Markierung muss gereinigt werden oder Oberfläche vorbereitet werden Farbmarkierungen möglich Günstige Anschaffung 11 11

Materialvielfalt beschriftbar, ohne Vorbereitung Schutz gegen Fälschung Dekorative Beschriftung

12 Laserbeschriftung Lebenslange Markierung (kratz- und abriebfest) Flexibles Beschriften von verschiedenen Inhalten Keine Werkzeugabnutzung Umweltfreundlich (keine Chemie) Große Materialvielfalt beschriftbar, ohne Vorbereitung Schutz gegen Fälschung Dekorative Beschriftung Funktionale Beschriftung Artikelnr., Seriennr., DMC, Barcodes produktspezifisch ab Losgrösse 1 aufbringen Traceability by coding 12

13 Funktionsweise Laserbeschriften Scannerspiegel Fokussierlinse Gepulster Laser Strahl Werkstück

14 Laserbeschriften Wie funktioniert das? Metalle Gravieren 14

15 Gravur Beispiele Zahnrad Stanzwerkzeug Druckaufnehmer Messer 15

16 Laserbeschriften Wie funktioniert das? Metalle Anlassen 16

17 Anlassbeschriftung Beispiele Endoskop Chirurgisches Instrument Endoskopeinsatz Industrial Design 17

18 Laserbeschriften Wie funktioniert das? Metalle und Kunststoffe Abtragen einer Beschichtung 18

19 Abtragen Beispiele Drehzahlmesser (Tag&Nacht) Stromzähler-Frontblende Abtragen Lötstopplack Industrial Design 19

20 Laserbeschriften Wie funktioniert das? Kunststoffe Aufschäumen 20

21 Schäumen Beispiele Scheinwerfergehäuse Rückleuchte Automobilbauteil Kfz-Filter 21

22 Laserbeschriften Wie funktioniert das? Kunststoffe Farbumschlag/Karbonisieren 22

23 Farbumschlag (Karbonisieren) Beispiele Kabel Kuhohrmarke Schutzschalter Dämpfer 23

24 INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN BEISPIELE AN DER MASCHINE INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN, Jörg Smolenski Vertraulich

25 Integration in Bearbeitungsmaschinen Beispiele Zuführung und Positionierung per Roboter Mit zusätzlichen Modulen (Vermessen, prüfen, ) Kommunikation via I/O, TCP/IP oder Profibus/Profinet/Ethercat 25

Stellplatz + Ab Stückzahl 1 beim BAUTEIL +

26 Integration in Bearbeitungsmaschinen Beispiele In Separater Automatisierung Kommunikation via I/O oder TCP/IP, Profibus/Profinet/Ethercat + Weniger Stellplatz + Ab Stückzahl 1 beim BAUTEIL + einzelne Bauteile sind identifizierbar und variabel zuordenbar 26

27 INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN ZUSAMMENFASSUNG INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN, Jörg Smolenski Vertraulich

28 Zusammenfassung Industrie 4.0 und das Laserbeschriften INDUSTRIE 4.0 bringt aktuelle Trends aus der Welt der IT in den Kontext der Produktionstechnik Grundvoraussetzung für Industrie 4.0 ist eine flexible Kennzeichnung Die KENNZEICHNUNG ist mitunter der Kernpunkt (ohne keine Rückverfolgbarkeit gegeben) DMC/QR Codes können mittlerweile von jedem Smartphone ausgelesen werden. Kompakte Laserbeschriftungssysteme ermöglichen heutzutage die Beschriftung direkt ab der zerspanenden oder produzierenden Maschine 28

29 TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH ANSPRECHPARTNER Jörg Smolenski Laser Beschriften INDUSTRIE 4.0 UND LASERBESCHRIFTEN, Jörg Smolenski Vertraulich

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