Die Kennzeichnung von Bauteilen zur individuellen Nachverfolgung ist eine wichtige Voraussetzung für die Digitalisierung der Prozesse in der produzierenden Industrie. In metallverarbeitenden Branchen scheitert dies bisher daran, dass viele Metallbauteile bei einzelnen Arbeitsschritten erhitzt werden müssen. Konventionell aufgedruckte Codes werden dabei zerstört und sind nicht mehr lesbar.
Prof. Thomas Härtling, Gruppenleiter Optische Prüfverfahren und Nanosensorik, und sein Team am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben nun eine Tinte entwickelt, die auch Temperaturen von mehr als 1000 ºC im Ofen schadlos übersteht. Die Ceracode-Tinte besteht aus hitzeresistenten Keramikpartikeln und einer Glaskomponente. Im Ofen sorgt das schmelzende Glas dafür, dass die Kennzeichnung sich fest mit dem Metall verbindet und trotzdem gut lesbar bleibt. Die Ceracode-Tinte macht es jetzt erstmals möglich, Metallbauteile, die während der Produktion erwärmt werden, mit der hochstabilen Kennzeichnung auszustatten.
Neue Tinte zur Kennzeichnung hilft bei Digitalisierung der Prozessketten
Die Kombination aus Ceracode-Tinte und dem in der Industrie weitverbreiteten und standardisierten Data-Matrix-Code gibt der Digitalisierung von Produktionsabläufen in metallverarbeitenden Branchen einen neuen Schub. „Jedes Bauteil oder Werkstück kann entlang der Wertschöpfungskette jederzeit in seiner Qualität erfasst und Fehler können schon am Anfang der Produktion erkannt und gezielt behoben werden. Auf diese Weise sparen die Betriebe nicht nur Energie, sie verschwenden keine Rohstoffe und senken ihre CO2-Emissionen“, erklärt Härtling. Die Produktion wird insgesamt deutlich effizienter und kostensparender. Die in der Datenbank hinterlegten Prozessdaten erleichtern daneben den Aufbau adaptiver Prozessketten.
Je nach Anwendungsszenario lässt sich die Datenbank beliebig mit weiteren Informationen füllen. So könnten für jeden Bearbeitungsschritt Daten zum Stromverbrauch und der Stromquelle einfließen und dann genutzt werden, um für jedes Bauteil die Treibhausgas-Emissionen zu berechnen.
Fälschungssicher kennzeichnen durch die hitzefeste Tinte
Das System aus hitzefester Tinte und Data-Matrix-Code ist ausgereift und wird vom Projektpartner Senodis Technologies GmbH auf dem Markt angeboten. Produzierende Unternehmen können das System leicht installieren und in Betrieb nehmen, auch die Nachrüstung bestehender Maschinenparks ist kein Problem. Die Data-Matrix-Drucker und ebenso die Scanner sind kompatibel zu vorhandenen Industriestandards.
Darüber hinaus lässt sich die Tintentechnologie weitgehend auf die Bedürfnisse und das Anwendungsszenario des Kunden anpassen. Ein Beispiel ist der Schutz der Produkte vor Fälschungen.
Im nächsten Schritt arbeiten die Fraunhofer-Forschenden daran, auch gekrümmte oder verformte Metallbauteile bedrucken zu können. Weiter entwickelte Bilderkennungsalgorithmen sind dann in der Lage, auch Codes auf unregelmäßigen oder gekrümmten Metalloberflächen exakt auszulesen.
