Лазерна маркування: основна технологія точного відстеження для кодів VIN автомобілів

У автомобільному виробництві VIN (номер ідентифікації транспортного засобу) виступає як «паспорт» автомобіля й виконує ключові функції, зокрема забезпечує прослідковуваність транспортного засобу, контроль якості та захист від підробок. Згідно з національними стандартами VIN має бути нанесений на ключові конструктивні елементи нефарбованого кузова («білого кузова»), відповідаючи вимогам щодо висоти символів — не менше 7 мм, глибини — не менше 0,3 мм, а також чіткості, стійкості та несумісності з подальшою заміною. Традиційні механічні методи маркування характеризуються низькою ефективністю, високим рівнем шуму та обмеженою адаптивністю. Лазерне маркування лазерне маркування, завдяки таким перевагам, як обробка без контакту, висока точність і стабільність, стало провідною технологією для нанесення VIN на нефарбовані кузови автомобілів, забезпечуючи ключову підтримку ефективного виробництва та точної прослідковуваності в автомобільній промисловості.

Лазерне маркування є технологією, яка використовує потужні лазерні промені для локального опромінення металевих поверхонь, випаровуючи поверхневі матеріали, щоб відкрити нижчолежачі шари, або спричиняючи хімічні зміни кольору для створення постійних позначок. На відміну від механічних методів маркування, таких як пневматичне гравірування, точково-матричне маркування та тиснення, лазерне маркування є безконтактним процесом, при якому не потрібний безпосередній контакт між маркувальним інструментом і листовим металом кузова. Це усуває ризик структурних пошкоджень кузова транспортного засобу, спричинених механічними зусиллями, і дозволяє адаптуватися до різних матеріалів кузовних деталей — незалежно від того, чи йдеться про звичайну вуглецеву сталь чи гарячоформовану сталь із границею текучості понад 1300 МПа, лазерне маркування стабільно забезпечує необхідну глибину маркування та чіткі символи.

У виробничих лініях білих кузовів автомобілів обладнання для лазерної маркування зазвичай складається з лазерного генератора, розширювача пучка (у комплектації за потребою) та гальванометричної системи. У поєднанні з автоматизованими системами керування воно може швидко адаптуватися до виробничих потреб кількох моделей автомобілів та різних позицій маркування. Процес маркування не створює механічного шуму й забезпечує гравірування лише за рахунок сканування високошвидкісним лазерним пучком. Це не лише відповідає вимогам високої ефективності зварювальних виробничих ліній, а й гарантує узгодженість та естетичність VIN-кодів, вирішуючи проблему традиційного механічного маркування, яке не може одночасно забезпечити високу швидкість і якість.

Ефективність лазерної маркування для гравірування VIN критично залежить від методу фокусування гальванометричної системи, які поділяються переважно на типи з переднім та заднім фокусуванням; кожен із них має свої переваги й підходить для різних виробничих сценаріїв.

Системи гальванометрів з переднім фокусуванням використовують динамічний пристрій фокусування з великою фокусною відстанню для фокусування лазерного променя до того, як він потрапляє в гальванометри XY. Це забезпечує постійну відстань від кожної точки площини оброблюваної деталі до фокусуючої лінзи, а всі сфокусовані світлові плями точно розташовуються в одній площині. Ефект маркування є оптимальним: символи чіткі, а глибина маркування — рівномірна, що повністю відповідає суворим вимогам до кодів VIN. Натомість у системах гальванометрів із заднім фокусуванням лазерний промінь фокусується за допомогою лінзи після його сканування гальванометрами. Цей метод характеризується простим програмним забезпеченням керування, низькою вартістю та високою швидкістю маркування, проте через фіксовану відстань між лінзою та оброблюваною деталлю розмір фокусного пляму змінюється по площині сканування — менший у центрі та більший по краях, що потенційно призводить до подушкоподібної або бочкоподібної деформації. Такі системи підходять для сценаріїв, де вимоги до точності маркування є трохи нижчими. У виробництві білих кузовів автомобілів системи гальванометрів з переднім фокусуванням є переважним вибором серед провідних автовиробників завдяки їхнім перевагам у точності.

Лазерне маркування виділяється при гравіруванні VIN-кодів у автомобільній промисловості завдяки кільком перевагам, що роблять його придатним для промислового виробництва. По-перше, воно характеризується високою адаптивністю: здатне обробляти як звичайну вуглецеву сталь, так і сталі з високою твердістю, отримані методом гарячого формування; у той час як механічне маркування часто стикається з проблемами недостатньої глибини гравірування та зносу інструментального голки під час обробки сталей підвищеної міцності. По-друге, воно забезпечує оптимальний баланс між продуктивністю та якістю: шляхом оптимізації потужності лазера (зазвичай 150–200 Вт) та параметрів маркування 19-значний VIN можна нанести за 30–60 секунд. Для покращення естетичної якості застосовується багатопрохідне високошвидкісне сканування, що додатково підвищує чіткість символів і запобігає утворенню шлакових залишків. По-третє, воно забезпечує високу стабільність: у лазерному маркуванні відсутні механічно зношені деталі, що призводить до низьких витрат на технічне обслуговування та робить його придатним для тривалої безперервної роботи на автомобільних виробничих лініях. Крім того, безконтактний процес обробки зменшує ризик вторинних пошкоджень і забезпечує цілісність конструкції кузова автомобіля.

Крім того, лазерна маркування забезпечує надзвичайну гнучкість. За допомогою програмного забезпечення можна швидко перемикатися між схемами маркування VIN для різних моделей транспортних засобів без заміни форм або пристосувань, що значно скорочує час переналагодження виробничої лінії й ідеально відповідає потребам сучасного автомобільного виробництва у випуску кількох моделей на одній лінії.

Незважаючи на значні переваги, лазерне маркування в автомобільних застосуваннях для білих кузовів вимагає уваги до двох ключових аспектів. По-перше, забезпечення безпеки: під час маркування абляція олійних плівок на листовому металі кузова та випаровування металу утворюють дим і пил, а інтенсивне лазерне випромінювання може пошкодити зір операторів. Тому необхідно встановити повну систему вентиляції та видалення відпрацьованих газів, а також обладнання для захисту від світлового випромінювання, щоб забезпечити безпечне виробниче середовище. По-друге, оптимізація параметрів: існує певна обернена залежність між ефективністю та якістю лазерного маркування — зменшення швидкості лазерного променя та кількості проходів під час маркування підвищує ефективність, але може призвести до утворення шлаку на краях символів; багатопрохідне швидкісне сканування забезпечує естетичний вигляд, але вимагає більше часу (приблизно 4–6 хвилин). На практиці в умовах виробництва необхідно досягти балансу, враховуючи ритм роботи конвеєра.

Оскільки автомобільна промисловість продовжує підвищувати вимоги до ефективності виробництва та точності прослідковуваності, технологія лазерного маркування розвивається у бік більшої швидкості, вищої точності та розумнішої адаптивності. Вона не лише є ключовою технологією для гравірування VIN-кодів, а й відіграє вирішальну роль у маркуванні та забезпеченні прослідковуваності автокомпонентів та електронних частин, сприяючи інтелектуальному оновленню виробничої галузі.