レーザー システムはチューブ、パイプ、プロファイルをオンザフライでマークし、工場の作業を補完します。

製品の識別とトレーサビリティは、コードによるか契約によるかにかかわらず、多くのアプリケーションで必要とされており、その要件は時間の経過とともに必ず増加します。 一般的な例としては、航空宇宙用途に使用されるチューブ、建設プロジェクトに使用される中空構造セクション、石油の輸送に使用されるパイプなどがあります。 読みやすい永久マーキングは、製造工場、建設現場、油田などで材料を識別する際に重要な助けとなり、組み立てや建設のプロセスがスムーズに進むように支援します。 多くのアプリケーションでは、工場から最終製品までのトレーサビリティが必須であり、ワークピースの加工に使用されたすべてのステップを説明するのに役立ちます。

チューブやパイプにマーキングを行う場合、多くの場合、耐久性と速度のトレードオフになります。最も長く持続するマーキングを作成するには、最も時間がかかる場合があります。 しかし、ニューオーリンズの Cajo Technologies は、レーザーマーキングをその場で最適化するために少なからぬ時間とエネルギーを費やし、耐久性のあるマーキングを作成し、今日の最速のチューブアンドパイプミルの多くに追いつくのに十分な速度で動作するシステムを考案しました。 。

「これらは高出力レーザーではない」とイスモ・ランタラ大統領は語った。 「切断や溶接に使用されるレーザーよりもはるかに少ない電力で済みます。」 同社のシステムは 20 ～ 300 ワットで動作し、鋼材の切断に一般的に使用される 2,000 ～ 4,000 W よりも大幅に低くなります。 一般的なミル速度で炭素鋼のチューブまたはパイプにマーキングする場合は、100 W が一般的です。

それでも、レーザー切断機といくつかの共通点があります。 兄貴たちがハードツールを使わずに作業できるのと同じように、レーザーマーキングシステムはインク、添加剤、その他の消耗品を使用せず、レーザー切断と同様にプロセスが速く、硬化時間を必要としません。 可動部品がないため耐用年数が長く、場合によっては 100,000 時間を超えます (1 日 24 時間、年間 356 日で 11 年以上に相当します)。

今日のレーザーマーキングシステムも多用途です。 CO2 レーザーは炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金に適していますが、同社のマーキング レーザーはほぼすべての合金に使用できるという点でファイバー レーザーに似ています。

「昔は素材を慎重に検討する必要がありました」とランタラ氏は言う。 「最近では、全材料の約 90 パーセントをマーキングできるようになりました」と、急成長するレーザー市場のもう 1 つの大きな分野であるケーブルのジャケットとして使用される金属とポリマーについて言及しました。

多種多様な材料を処理できるのと同様に、幅広い温度範囲でも動作します。

「これまでに我々が観察した中で、このプロセスには熱すぎるものはありません」とランタラ氏は語った。 「私たちは、ニッケル棒をオーブンから取り出した直後にマーキングするアプリケーションを 1 つ使用しています。実際、熱によってマーキングが鮮明になります。」

重要な要素の 1 つは安定性です。 どの溶接工場にも膨大な数の可動部品があり、その多くはチューブやパイプの形成、溶接、切断時のラインの上下の連続的な動きに貢献しています。 レーザーに安定した作業面を提供するには 2 つの方法が利用できます。 1 つは、レーザーをミルに取り付ける問題です。 レーザーがミルにしっかりと取り付けられている限り、レーザーはミルと一緒に振動するため、ワークピースとレーザーの間の相対運動は無視できるほどになり、鮮明で読み取り可能なマーキングが得られます。 もう 1 つの方法は、チューブが移動する際の振動を防ぐために自家製の治具、固定具、ホイールを使用します。 「非常に安定した約4インチのトラベルが必要です」とランタラ氏は語った。

表面をきれいにします。チューブ＆パイプの作成は少し面倒になることがあります。 原材料とロールツーリングには、それらの間の直接接触を防ぐためのバリア、つまり潤滑膜が必要です。 また、溶接工場では、溶接直後にシームが大量の冷却剤によって冷却され、材料の表面に別の化合物が追加されます。 高度に集束した光ビームのみを使用するレーザーマーキングシステムは、そのような表面にうまくマーキングできるでしょうか? 確かに、それは可能です。 ライン速度に応じて、1 つのレーザーで冷却剤と潤滑剤を焼き落とし、必要なマーキングを行うことができます。 ライン速度が 1 つのレーザーでは速すぎる場合、Cajo は 2 つのレーザーを備えたシステムを提供します。 1 人目はクリーニングを行い、2 人目はマーキングを行います。

屋外保管。かなりの量のチューブ＆パイプの在庫が屋外に保管されているのではありませんか? はい、そうです。 直径が大きくなるほど、屋内保管の効率が低下します。何十万立方フィートの空気を保管する貴重な倉庫スペースを無駄にしたくない人はいないでしょう。そのため、かなりの量の空気が風雨にさらされ、酸化が確実に発生します。 数週間放置した後でも、マーキングは判読可能でなければなりません。 マーキングはそのような状況でも耐久性があります。Cajo は海洋使用のためにケーブルとパイプにマーキングを行っています。しかし、それでも、同社は各顧客が何らかの証拠を確認する必要があることを認識しています。 ASTM B117、ASTM G85、ISO 9227、JIS Z 2371 で定義されているような標準的な塩水噴霧試験が可能ですが、正式な試験を必要としない顧客の場合、Cajo はより構造化されていない評価を提供できます。

ある例では、ランタラは常識的な方法でパイプの長さをテストしました。 豪華な試験装置やスプレーブース、いかなる種類の厳重に管理された（ただし虐待的な）環境条件もありません。 彼は、いくつかのパイプを屋外に保管することで、屋外保管を再現しました。

「当社の顧客の1社、石油、ガス、化学用途のパイプの世界最大手メーカーが、当社のマーキングをテストしてほしいと言いました」とランタラ氏は語った。 「パイプの長さに印を付けて家に持ち帰り、裏庭に3週間放置して錆びさせました。塩分を含んだ湿ったタオルを使い、数日おきにタオルを濡らしました。」 結局、刻印はまだ読み取れる状態でした。

長年にわたり、産業用マーキング システムは人間が読み取ることを目的とした文字や数字を付与していましたが、1980 年代に食料品業界での使用により普及したバーコーディングの導入により、情報の記録方法、読み取り方法、および情報の記録方法に大きな変化が生じました。使用済み。 小売業者はもはや、商品に価格シールを貼り、レジでそれを読んで正確に価格を入力するのをレジ担当者に頼る必要はありません。 価格は即座に変更でき、新しい価格が単なる一時的な値下げである場合は、同じようにすぐに元の価格に戻すことができます。 これは効率、精度、在庫管理に恩恵をもたらしましたが、今日の商業活動における工業用マーキングの役割に比べれば何の役にも立ちません。 最新のシステムは非常に汎用性が高く、Cajo のようなシステム開発者はマーキング システムの構築とプログラムの方法をかなり自由に決めることができます。

「このプロセスは 40 年ほど前から行われていますが、ここ 2 ～ 3 年で、レーザーの安価化、機能の向上など、業界に大きな変化が見られました」とランタラ氏は述べています。

彼らはどれくらいの速さで走りますか？ 刻印にもよりますが。 最新のマーキングの速度と精度に大きく貢献しているのは、今日ほぼあらゆるものに使用されている一般的な 2 次元コードであるクイック リアクション (QR) コードです。 QR 形式のデータ保存容量は非常に大きいため、一定量の情報に対して、QR コードに必要なスペースはバーコードの 10 パーセントだけです。

従来のバーコードの代替手段は QR コードだけではありません。 データ マトリックスも 2 次元コードですが、これは小さくて読みやすく、Rantala 氏によれば、産業トレーサビリティの標準として最も急速に成長している規格の 1 つです。

Cajo は、利用可能な最小のビーム直径 (16 ミクロン) を持つレーザーを調達することで、これらのコードの能力を拡張します。 これは、同社のシステムが非常に小さなマーキングを作成できることを意味します。

「私たちが作成した最小のマーキングは、0.75×0.75ミリメートルでした」と彼は言いました。 「そのようなマーキングには顕微鏡リーダーが必要です。」 これは限界ではない、とランタラ氏は付け加えた。 マーキングはさらに小さくなる可能性があります。

ほとんどのメーカーはそれほど小さなマーキングを使用しませんが、実際、Cajo ではマーキングのサイズを小さくできるため、システムが各マークを作成するのに必要な時間が短縮されます。 メーカーには、必要に応じてマーキングプロセスを高速化する他の方法があります。 最近利用できる形式は QR だけではないため、Cajo は他の形式のいずれかを使用する可能性があります。

「顧客が非常に高速なシステムを必要とする場合、私たちは単一行のデータ マトリックスを使用します」と Rantala 氏は述べています。

それで、彼らはどれくらいの速さで走るのでしょうか？ それはアプリケーションによって異なります。 すべてのアプリケーションには固有のパラメータがあるため、製品、材料、製品の製造プロセス、製造環境に関する詳細な知識がなければ、ライン速度を決定することは不可能です。 ただし、同社は適切な見積もりを導き出すことができるため、チューブやパイプの製造業者はシステムに投資したり、独自のテストを行って調べたりする必要はありません。

「うまくいくかどうか分からない限り、誰もシステムを買いたくありません」とランタラ氏は言う。 「私たちはいくつかの実行テーブルを持っているので、実際の製品サンプルを使用して Cajo でテストを開始し、その後、顧客の施設でテストを終了します。」

同社は、より高出力のレーザーを使用して、システムの速度をもう少し高めることもできます。

それで、彼らはどれくらいの速さで走るのでしょうか？ メーカーにはさらに 2 つの選択肢があります。 一つは誤り訂正です。 データ マトリックス コードにはエラー訂正を組み込むことができます (QR には 4 つのレベルがあります)。そのため、損傷したコードでも元の情報を 100% 提供できる可能性があります。 最高レベルのエラー修正を必要としないメーカーの場合、レベルを 1 ～ 2 段階下げると、処理が少し高速化される可能性があります。

また、ステンレス鋼製品の場合、Cajo はこれらの合金に固有の色を引き出すプロセスを開発しましたが、操作が増えるとさらに時間がかかります。

それで、彼らはどれくらいの速さで走るのでしょうか？ Cajo が有線アプリケーションを使用する顧客向けに構築した最速システムの 1 つは、毎分 2,350 フィートという驚異的な速度で動作します。

同社の成功事例の 1 つは、コンベヤ システム メーカーに関するものです。 この場合、速度というよりも汎用性が重要であり、システムが Cajo の顧客の顧客にどのようなメリットをもたらすかを示しています。

「同社は、すべての製品に QR コードを付け、これらすべてのコードを顧客サービス部門に接続する作業を進めているところです」とランタラ氏は述べた。 「たとえば、顧客がスマートフォンで QR コードをスキャンすると、製品の使用または修理に関するドキュメントにすぐにアクセスでき、さらにスマートフォンを使用して部品を注文することもできます。」

これは顧客サービスにとって恩恵であり、Cajo の顧客と顧客の顧客の両方にとってすべてが容易になります。

Cajo Technologies Inc.、1521 Washington Ave.、New Orleans、LA 70130、800-796-3080、www.cajotechnologies.com、[email protected]