4

Институт сферы обслуживания и предпринимательства

(филиал) ДГТУ в г. Шахты, Россия

РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ МАРКИРОВКА МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ

Международные интеграционные процессы и вступление России в ВТО существенно меняют требования к товаропроизводителям во всех отраслях производства по маркированию изделий. Одним из требований международного стандарта системы менеджмента качества ИСО 9001:2000 (п.7.5.3) является идентификация каждого изделия, проходящего технологический цикл и гарантия наличия информации для мониторинга этих процессов. Особенностью маркировки металлоизделий, связанной, в том числе, с увеличением доли международной торговли, является нанесение на изделия различных символов и знаков, понятной для большинства пользователей. Наносимая информация должна содержать также сведения об экологической опасности изделия, которые должны быть сохранены даже после снятия изделия из эксплуатации. Вместе с тем, в условиях рыночной экономики часть наносимой на изделие информации должна быть недоступной для нерегламентированных пользователей. Эти и другие факторы вызвали значительные изменения в концепции и технологии маркирования, как конечного изделия, так и его составных частей.

Нанесение машиночитаемой информации позволяет автоматизировать процесс идентификации деталей на различных этапах сборки, хранения и эксплуатации изделий. В 80-х годах прошлого столетия повсеместное распространение получило штриховое кодирование продукции. Однако штриховые коды позволяют нанести не более 30 цифр, что не всегда позволяет закодировать нужный объём информации. Это привело к появлению матричной символики, которая позволяет кодировать в сотни раз больше информации, предназначена для непосредственного нанесения на изделия, имеет большую защищённость информации за счёт дублирования и системы исправления ошибок [1 - 3].

В общем случае маркировочная информация на изделиях может состоять из комбинации цифр, текста, штрих- и матричных кодов, различных графических и цветовых знаков. Для ее нанесения используют различные медоды: струйная маркировка, тепловое воздействие, химическое травление и т.д. Одним из эффективных методов маркирования токопроводящих поверхностей является электрохимическое маркирование (ЭХМ).

Типичные применяемые установки ЭХМ используют сплошной электрод-инструмент (ЭИ) и трафарет с отверстиями в виде маркируемого рисунка, при этом между ЭИ и маркируемой деталью нет протока электролита, процесс осуществляется только за счёт смачивания электролитом пористой прокладкой. Это накладывает ограничения на глубину маркирования. Кроме того, такие трафареты позволяют нанести ограниченное число маркировок, требуют для печати специальных материалов и принтеров (для одноразовых трафаретов), либо затратных фотолитографических методов. В России трафареты длительного пользования не производятся и их необходимо предварительно заказывать в специальных фирмах.

В полной мере реализовать преимущества ЭХМ позволяют такие ЭИ, в которых толщина межэлектродного зазора (МЭЗ) минимальна, одинакова по всей поверхности, а также входные и выходные отверстия обеспечивают условия для равномерного протекания электролита. Рабочая поверхность разработанного нами ЭИ для ЭХМ представляет собой плоскую матрицу, образованную торцами изолированных друг от друга проводников, расположенных в форме растровой решетки [4]. Толщина МЭЗ регулируется диэлектрическими прокладками и составляет 0,1 … 0,3 мм, электролит для прокачивания готовится на основе хлорида или нитрата натрия. Матричную поверхность ЭИ можно формировать и на гибком основании, что в условиях квазипараллельности позволяет обрабатывать цилиндрические и другие поверхности одинарной кривизны.

Нами разработан способ коммутации и управления секциями растрового ЭИ с использованием фотоэлементов, не содержащий механических, электромеханических и прижимных контактов и переключателей, а также без использования сложных программирующих устройств. При изготовлении матрицы медные проводники диаметром 0,35 мм помещались в прямоугольную диэлектрическую оправу и послойно склеивались эпоксидной смолой. Каждая секция ЭИ через усилитель на базе транзистора КТ315Б подсоединялась к фотосопротивлению типа СФ2-1. Все фотосопротивления были скомпонованы на плоской панели, причем их расположение соответствовало расположению соответствующих секций ЭИ. Для осуществления процесса ЭХМ на матрицу фотоэлементов через фотоплёнку или фотошаблон проецировалось световое изображение, в соответствии с которым осуществлялась коммутация и прохождение технологического тока по соответствующим секциям ЭИ.

Растровый ЭИ с компьютерным управлением позволяет оперативно менять наносимую информацию и может использоваться для ЭХМ металлических и металлизированных поверхностей изделий различного назначения.

Литература:

1. ГОСТ 30721-2000, ГОСТ Р 51294.3-99 - Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Термины и определения.

2. Charlie Plain-Jones. Reading Between the Lines // Vehicle Technology. – 2006. - Issue 1. – P. 8-9.

3. Datta M. Microfabrication by electrochemical metal removal // IBM Journal of Research and Development. – 1998. –V. 42. - № 5. – P. 655–669.

4. Глебов В.В. Аддитивное маркирование металлоизделий растровым электрод-инструментом // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2007. - № 4. – С. 134-136.