Исследователи Fraunhofer в Германии разработали чрезвычайно термостойкие чернила на керамической основе, которые впервые позволят наносить коды с важными производственными параметрами на металлических детали, обрабатываемые при температурах выше 1000°C. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Преимущества новой технологии заключаются не только в способности выявлять производственные сбои и бракованные компоненты на ранней стадии. Это также открывает широкие возможности для более эффективного проектирования технологических цепочек. Даже подделки компонентов можно предотвратить с помощью специальных добавок в краску.
Маркировка компонентов, позволяющая отслеживать и отслеживать каждый из них, является важным требованием для цифровизации процессов в обрабатывающей промышленности. В металлообрабатывающей промышленности усилия в этой области ранее не увенчались успехом, поскольку многие металлические компоненты необходимо нагревать на отдельных этапах процесса. Коды, отпечатанные обычным образом, разрушаются при нагревании и поэтому больше не могут быть прочитаны.
Профессор Томас Хартлинг, руководитель группы оптических методов испытаний и наносенсоров, и его научна группа из Фраунгоферовского института керамических технологий и систем (IKTS) разработали чернила, способные выдерживать температуры более 1000°C без повреждений, что впервые позволяет наносить высокостабильную маркировку на металлические компоненты, особенно те, которые нагреваются во время производства.
Чернила, получившие наименование Ceracode, состоят из термостойких керамических частиц и стеклянного компонента. Плавящееся в то же печи стекло призвано гарантировать, что маркировка надежно закреплена на металле, но при этом легко читается.
«Качество каждого компонента или заготовки за счет кодов может быть зафиксировано по всей технологической цепочке на любое время, а потенциальные дефекты могут быть оперативно выявлены и целенаправленно устранены. Отнимающая много времени работа по проверке всех компонентов, которые могли быть затронуты, и ручное удаление брака остались в прошлом, и производственный процесс может быть продолжен сразу же», – пояснил Хартлинг.
В целом, это делает производственный процесс значительно более эффективным и экономичным. В зависимости от сценария применения база данных может быть заполнена дополнительной информацией по мере необходимости. Например, данные о потреблении энергии и источнике энергии могут быть включены для каждого этапа обработки, а затем использованы для расчета выбросов парниковых газов для каждого компонента.
Дальнейшие разработки алгоритмов распознавания изображений смогут точно считывать коды даже на неровных или искривленных металлических поверхностях.
В то время как команда Fraunhofer IKTS разработала чернила и продолжает работать над их дальнейшей оптимизацией, партнер проекта Senodis Technologies GmbH из Дрездена (дочерняя компания Fraunhofer) отвечает за программное обеспечение, коммерциализацию и продвижение разработки в производственно-сбытовых цепочках. В первую очередь новая технология ориентирована на клиентов из металлургического, автомобильного и керамического секторов.
Помимо оптимизации производства, технология Fraunhofer IKTS также открывает путь для еще более широкого обмена информацией между производителями, поставщиками и субподрядчиками. В автомобильной промышленности они уже связаны сложной сетью, а в скором будущем планируется обмен информацией через сетевую платформу Catena-X.
Используемые матричные принтеры данных, а также сканеры совместимы с существующими отраслевыми стандартами. Кроме того, технология чернил может быть адаптирована к потребностям и области применения заказчика. Одним из примеров является защита продукции от подделок.
«Для этого мы добавляем в формулу керамических красок специальные пигменты, чтобы они подсвечивались определенным цветом в ультрафиолетовом свете. Это интересный вариант для промышленных заказчиков, приобретающих детали, состоящие из особо дорогих металлических сплавов или компонентов, а также для систем, связанных с безопасностью», – отметил Хартлинг.