جوهر سرامیکی مقاوم در برابر حرارت برای کدهای داده روی اجزای فلزی

3 جولای 2023 – توسط Fraunhofer-Gesellschaft-کد ماتریس داده روی ورق فلزی با شکل گرم، چاپ شده با استفاده از چاپگر صنعتی اعتبار: © Senodis Technologies GmbH

محققان Fraunhofer یک جوهر مبتنی بر سرامیک بسیار مقاوم در برابر حرارت ساخته اند. برای اولین بار، این امکان را به اجزای فلزی پردازش شده در صنعت خودروسازی در دمای بیش از 1000 درجه سانتیگراد می دهد تا با کد مشخص شوند. کد را می توان اسکن کرد و به یک پایگاه داده پیوند داد که در آن تمام پارامترهای تولید برای جزء مورد نظر ذخیره می شود.

مزایای این فناوری صرفاً توانایی تشخیص اشکالات تولید و اجزای معیوب در مراحل اولیه نیست. همچنین فرصت‌های گسترده‌ای را برای طراحی زنجیره‌های فرآیندی در صنعت به طور کارآمدتر باز می‌کند. حتی می توان با استفاده از افزودنی های ویژه در جوهر از جعل قطعات جلوگیری کرد.

علامت گذاری اجزا به گونه ای که بتوان هر یک را ردیابی و ردیابی کرد، یک نیاز مهم برای دیجیتالی کردن فرآیندها در صنعت تولید است. در صنایع فلزکاری، تلاش‌ها در این زمینه قبلاً شکست خورده است زیرا بسیاری از اجزای فلزی باید در مراحل تک تک فرآیند گرم شوند. کدهایی که به طور متعارف چاپ می شوند، هنگام گرم شدن از بین می روند و بنابراین دیگر قابل خواندن نیستند.

پروفسور توماس هارتلینگ، مدیر گروه روش‌های تست نوری و نانوحسگرها، و تیمش در مؤسسه فناوری‌ها و سیستم‌های سرامیک Fraunhofer IKTS اکنون جوهری ساخته‌اند که می‌تواند دمای بیش از 1000 درجه سانتی‌گراد را در اجاق بدون آسیب تحمل کند. جوهر Ceracode از ذرات سرامیکی مقاوم در برابر حرارت و یک جزء شیشه ای تشکیل شده است. در اجاق، شیشه ذوب اطمینان می دهد که علامت گذاری روی فلز ثابت می شود و در عین حال خواندن آن آسان است.

برای اولین بار، جوهر Ceracode این امکان را فراهم می کند که اجزای فلزی – به ویژه آنهایی که در حین تولید در صنعت خودرو گرم می شوند – با علامت گذاری بسیار پایدار ارائه شود. برای توسعه این فناوری، محققان Fraunhofer چندین دهه تخصص خود را در زمینه سرامیک و مواد مبتنی بر سرامیک به کار بردند.

سناریوی کاربردی زیر را در نظر بگیرید: در طی یک بررسی نقطه ای در یک کارخانه تولید خودرو، یک کارگر یک قطعه فلزی معیوب را کشف می کند. هندسه آن مطابق با مشخصات نیست و قطعه به درستی شکل نگرفته است. این جزء دارای یک علامت گذاری است که به عنوان کد ماتریس داده شناخته می شود که به طور منحصر به فرد آن را از طریق شماره سریال شناسایی می کند. کارگر می تواند این کد را با استفاده از یک اسکنر بخواند. در صفحه نمایش، یک پایگاه داده باز می شود و تمام پارامترهای فرآیند ساخت قطعه، مانند دما و زمان ماندن در اجاق، داده های هندسی و فشار فشار را نشان می دهد.

اکنون تشخیص مشکل آسان است: فشار پرس در طول یک مرحله فرآیند خاص به اندازه کافی بالا نبود. تنها با چند کلیک، کارگر می تواند تمام اجزای دیگری را که با فشار نادرست پرس پردازش شده اند و در نتیجه معیوب هستند، مشاهده کند. اینها سپس به سرعت دور ریخته می شوند – در صورت لزوم، یک ربات می تواند این کار را کاملاً خودکار انجام دهد. کار وقت گیر بازرسی تمام اجزایی که ممکن است تحت تأثیر قرار گرفته باشند و حذف دستی مواد رد شده مربوط به گذشته است و روند تولید می تواند بلافاصله ادامه یابد.

ترکیب جوهر Ceracode و کد ماتریس داده استاندارد شده که در صنعت استفاده گسترده ای دارد، شتاب جدیدی را برای دیجیتالی شدن فرآیندهای تولید در صنایع فلزکاری فراهم می کند. “کیفیت هر جزء یا قطعه کار را می توان در طول زنجیره ارزش در هر زمان ثبت کرد، و عیوب را می توان درست در شروع تولید شناسایی کرد و به روشی هدفمند اصلاح کرد. هارتلینگ توضیح می دهد که مواد خام را هدر نمی دهند و می توانند انتشار کربن خود را کاهش دهند.

به طور کلی، این فرآیند تولید را به طور قابل توجهی کارآمدتر و مقرون به صرفه تر می کند. داده های فرآیند ذخیره شده در پایگاه داده همچنین راه اندازی زنجیره های فرآیند تطبیقی را آسان تر می کند. اگر سازنده بداند که از کدام پارامترهای فیزیکی برای تولید یک محصول استفاده شده است، مراحل و فرآیندهای بعدی را می توان به شیوه ای انعطاف پذیر تطبیق و بهینه کرد.

بسته به سناریوی برنامه، پایگاه داده را می توان با اطلاعات اضافی در صورت نیاز پر کرد. برای مثال، داده‌های مربوط به مصرف انرژی و منبع انرژی را می‌توان برای هر مرحله پردازش ترکیب کرد و سپس برای محاسبه انتشار گازهای گلخانه‌ای برای هر جزء استفاده کرد. هارتلینگ توضیح می‌دهد: «تولیدکنندگان بیشتر و بیشتری وجود دارند که از ویژگی‌هایی مانند این درخواست می‌کنند تا بتوانند فرآیندهای تولید شفاف و کارآمد را اجرا کنند.

این پروژه نیز نتیجه یک همکاری موفق است. در حالی که تیم Fraunhofer IKTS جوهر را توسعه داده و به کار بر روی بهینه سازی بیشتر آن ادامه می دهد، شریک پروژه Senodis Technologies GmbH از درسدن مسئول برنامه نویسی نرم افزار و تجاری سازی آن است. Senodis Techn