DPM (Direct Part Marking) to technologia znakowania bezpośredniego, która pozwala nanieść kod lub inne oznaczenie bezpośrednio na powierzchnię produktu albo podzespołu. Zamiast tradycyjnej etykiety wykorzystuje się trwałe metody znakowania, m.in. laser lub technologię mikropunktową. Kody DPM stosuje się wszędzie tam, gdzie identyfikacja części powinna być możliwa przez długi czas, również w wymagających warunkach produkcyjnych. Jak powstaje kod DPM, gdzie wykorzystuje się tę technologię i dlaczego jego odczyt wymaga odpowiedniego czytnika?
Czym jest DPM (Direct Part Marking)?
Direct Part Marking, w skrócie DPM, oznacza bezpośrednie znakowanie części. Identyfikator jest nanoszony na powierzchnię konkretnego produktu lub podzespołu, a nie na doklejaną do niego etykietę.
Oznaczenie może przyjmować różne formy. W zastosowaniach wymagających automatycznej identyfikacji bardzo często wykorzystuje się kody 2D, przede wszystkim Data Matrix. Na części można również nanosić numery seryjne, tekst, symbole oraz inne dane wymagane w konkretnym procesie.
Największą różnicą między DPM a tradycyjnym etykietowaniem jest trwałość powiązania oznaczenia z częścią. Etykieta może się odkleić lub ulec uszkodzeniu, natomiast właściwie dobrane znakowanie bezpośrednie pozostaje na powierzchni produktu znacznie dłużej.
Ma to znaczenie zwłaszcza w procesach wymagających identyfikacji i śledzenia części przez cały okres ich produkcji, montażu, użytkowania czy serwisowania.
Jak powstają kody DPM?
Nie istnieje jedna metoda DPM odpowiednia dla każdego produktu. Technologia znakowania powinna być dobrana do materiału, powierzchni, rozmiaru elementu, wymaganej trwałości oznaczenia oraz późniejszych warunków użytkowania.
Jedną z metod jest znakowanie laserowe. Wiązka lasera oddziałuje na powierzchnię materiału i tworzy trwałe oznaczenie bez konieczności naklejania dodatkowego nośnika. W zależności od materiału i zastosowanego procesu efekt znakowania może powstawać poprzez różne mechanizmy oddziaływania lasera na powierzchnię.
Drugim rozwiązaniem jest znakowanie mikropunktowe (dot peening). Narzędzie wykonuje serię mikrouderzeń, które tworzą na powierzchni materiału punkty układające się w określony znak lub kod. Technologia jest często wykorzystywana do znakowania części metalowych.
Stosowane mogą być również inne metody trwałego znakowania. Nie należy więc utożsamiać DPM wyłącznie z laserem – DPM określa sposób identyfikacji części, a nie jedną konkretną technologię wykonania oznaczenia.
Kod Data Matrix a DPM – dlaczego często występują razem?
W technologii DPM szczególnie często spotyka się Data Matrix. Jest to dwuwymiarowy kod o dużej gęstości danych, który może pomieścić stosunkowo dużo informacji na niewielkiej powierzchni.
Ma to duże znaczenie w przypadku podzespołów elektronicznych, elementów samochodowych, narzędzi chirurgicznych czy innych części o małych rozmiarach. Powierzchnia dostępna na oznaczenie może mieć zaledwie kilka lub kilkanaście milimetrów.
Data Matrix nie jest jednak synonimem DPM. Ten sam typ kodu może zostać wydrukowany na etykiecie, a DPM może obejmować również inne rodzaje oznaczeń.
Podobnie kod QR może zostać naniesiony bezpośrednio na produkt, ale sam QR Code nie oznacza automatycznie DPM. O tym, czy mamy do czynienia z Direct Part Marking, decyduje przede wszystkim sposób wykonania oznaczenia bezpośrednio na części.
DPM a kody 1D i 2D – czym się różnią?
Tradycyjne kody 1D zapisują informacje w układzie równoległych kresek. Do tej grupy należą m.in. symbole spotykane powszechnie na opakowaniach produktów konsumenckich.
Kody 2D zapisują dane w dwóch wymiarach, dzięki czemu mogą przechowywać więcej informacji na znacznie mniejszej powierzchni. Właśnie dlatego są szczególnie przydatne w znakowaniu niewielkich części.
W zastosowaniach DPM dominującą rolę odgrywa Data Matrix. Jego konstrukcja i możliwości korekcji błędów sprawiają, że dobrze odpowiada wymaganiom automatycznej identyfikacji elementów przemysłowych.
Nie oznacza to jednak, że każdy kod 2D jest równie odpowiedni do każdego zastosowania. Wybór symboliki powinien wynikać z wymagań procesu, branżowych standardów oraz sposobu późniejszego odczytu danych.
DPM w przemyśle – gdzie stosuje się znakowanie bezpośrednie?
Technologia DPM znajduje zastosowanie przede wszystkim tam, gdzie trzeba utrzymać identyfikowalność pojedynczych części i podzespołów przez długi czas.
W branży automotive można w ten sposób oznaczać metalowe komponenty, elementy silników, układów napędowych czy inne części wymagające identyfikacji podczas produkcji i późniejszej eksploatacji.
W elektronice DPM pozwala oznaczać niewielkie podzespoły, dla których tradycyjne etykiety byłyby zbyt duże lub niepraktyczne.
W przemyśle lotniczym i kosmicznym trwała identyfikacja części ma znaczenie ze względu na wymagania dotyczące traceability oraz zarządzania cyklem życia komponentów.
DPM znajduje zastosowanie również przy znakowaniu narzędzi chirurgicznych i innych wyrobów medycznych, szczególnie gdy oznaczenie powinno pozostać związane z produktem mimo jego wielokrotnego użytkowania i procesów związanych z przygotowaniem do kolejnego użycia.
Czy technologia DPM rzeczywiście powstała dla potrzeb NASA?
Historia rozwoju Direct Part Marking jest mocno związana z przemysłem lotniczym i kosmicznym, ale stwierdzenie, że cała technologia DPM została „wynaleziona przez NASA”, byłoby zbyt daleko idącym uproszczeniem.
NASA prowadziła intensywne prace nad wykorzystaniem dwuwymiarowych symboli Data Matrix do bezpośredniej identyfikacji części. Marshall Space Flight Center rozpoczęło badania nad takim znakowaniem w latach 80., m.in. w celu identyfikowania ogromnej liczby elementów promów kosmicznych.
Późniejsze opracowania NASA dotyczące nanoszenia Data Matrix metodami Direct Part Marking miały znaczący wpływ na rozwój praktyk i standardów stosowanych przy bezpośrednim znakowaniu części.
Dziś DPM nie jest rozwiązaniem ograniczonym do przemysłu kosmicznego. Technologia jest stosowana m.in. w motoryzacji, elektronice, produkcji urządzeń, branży medycznej i innych sektorach przemysłu.
Dlaczego odczyt kodów DPM jest trudniejszy niż odczyt kodu z etykiety?
Kod wydrukowany na białej etykiecie zwykle zapewnia wyraźny kontrast pomiędzy jasnym tłem a ciemnymi elementami symbolu. W przypadku DPM sytuacja może wyglądać zupełnie inaczej.
Kod naniesiony bezpośrednio na metal może być tworzony przez niewielkie zmiany struktury powierzchni, różnice w odbiciu światła albo zagłębienia powstałe podczas znakowania mikropunktowego.
Na jakość obrazu wpływają m.in.:
- refleksyjność powierzchni,
- jej kolor i faktura,
- krzywizna części,
- niewielkie rozmiary kodu,
- sposób wykonania oznaczenia,
- zabrudzenia i ślady eksploatacji,
- nierównomierne oświetlenie.
Dlatego zwykły skaner kodów kreskowych przeznaczony do odczytywania dobrze kontrastujących symboli z etykiet nie zawsze poradzi sobie z kodem DPM.
Czytniki DPM – czym różnią się od zwykłego skanera kodów kreskowych?
Czytniki DPM są projektowane z myślą o kodach nanoszonych bezpośrednio na powierzchnie o bardzo różnych właściwościach. W praktyce ogromne znaczenie ma zastosowany układ optyczny i sposób oświetlenia części.
Odpowiednie oświetlenie pozwala uwidocznić różnice pomiędzy elementami kodu a jego tłem. Przy powierzchniach metalowych, błyszczących, zakrzywionych czy znakowanych metodą dot peening konieczne mogą być inne konfiguracje niż przy odczycie klasycznej etykiety.
Czytnik może być urządzeniem ręcznym używanym przez operatora albo stacjonarnym elementem stanowiska produkcyjnego. W zautomatyzowanym procesie skanowanie kodów może odbywać się bez zatrzymywania produktu przez pracownika.
Dobór czytnika powinien więc uwzględniać nie tylko rodzaj kodu, ale również metodę jego nanoszenia, materiał, odległość odczytu, geometrię części i warunki panujące na stanowisku.
Odczyt kodów DPM w trudnych warunkach przemysłowych
Produkcja nie zawsze zapewnia warunki laboratoryjne. Czytnik może pracować w otoczeniu, w którym występują drgania, zapylenie, zabrudzenia, zmienne oświetlenie lub kontakt urządzenia z czynnikami typowymi dla danego procesu.
Sam kod również może zmieniać się w czasie. Element przechodzi kolejne operacje produkcyjne, jest transportowany, montowany i użytkowany. Jego powierzchnia może zostać zabrudzona, zarysowana lub poddana innym oddziaływaniom.
Dlatego wdrożenie systemu DPM powinno uwzględniać cały cykl życia oznaczenia. Kod, który można łatwo odczytać bezpośrednio po wykonaniu, powinien zachować wymaganą czytelność również na tych etapach, na których będzie później skanowany.
Czytnik kodów DPM a weryfikator – to nie jest to samo
Podobnie jak w przypadku innych kodów maszynowych warto rozróżnić odczyt od weryfikacji.
Czytnik ma przede wszystkim znaleźć kod, zdekodować go i przekazać zawarte w nim dane do systemu. Jeżeli operacja zakończyła się powodzeniem, urządzenie potwierdza prawidłowy odczyt.
Weryfikator kodów DPM wykonuje natomiast pomiary pozwalające ocenić jakość symbolu zgodnie z odpowiednią metodą weryfikacji. W przypadku bezpośrednio znakowanych kodów 2D stosowany jest standard ISO/IEC 29158, określany również jako AIM DPM. Został on opracowany z uwzględnieniem specyfiki kodów nanoszonych na różnorodne powierzchnie metodami DPM.
To ważne rozróżnienie. Fakt, że jeden czytnik odczytał kod, nie oznacza jeszcze, że symbol osiąga wymaganą klasę jakości i będzie równie dobrze odczytywany przez inne urządzenia.
Metody DPM – laser czy znakowanie mikropunktowe?
Nie można wskazać jednej metody znakowania jako najlepszej dla każdego zastosowania.
Znakowanie laserowe umożliwia tworzenie bardzo precyzyjnych oznaczeń, również na niewielkich powierzchniach. Proces jest bezkontaktowy, a jego parametry można dobrać do konkretnego materiału. Lasery wykorzystuje się m.in. do znakowania metali oraz wybranych tworzyw sztucznych.
Dot peening, czyli znakowanie mikropunktowe, polega na wykonywaniu kontrolowanych uderzeń w powierzchnię materiału. W ten sposób można niejako wyżłabiać punkty tworzące znaki lub komórki kodu. Metoda znajduje zastosowanie przede wszystkim przy trwałym znakowaniu części metalowych.
O wyborze powinny decydować właściwości produktu, wymagana wielkość i jakość oznaczenia, czas cyklu, konstrukcja stanowiska oraz wymagania dotyczące późniejszego odczytu.
Przed wdrożeniem warto wykonać próby na rzeczywistych elementach. Pozwala to ocenić nie tylko wygląd oznaczenia, ale przede wszystkim możliwość jego niezawodnego odczytu.
Jak zaplanować wdrożenie systemu DPM na linii produkcyjnej?
Skuteczny system DPM składa się z więcej niż urządzenia wykonującego oznaczenie. Trzeba zapewnić prawidłowy przepływ danych, nanieść właściwy kod na właściwy produkt, a następnie potwierdzić jego czytelność.
Proces może wyglądać następująco:
identyfikacja produktu → pobranie danych → wygenerowanie kodu → znakowanie laserowe lub mikropunktowe → odczyt kodu → przekazanie wyniku do systemu produkcyjnego.
Jeżeli każdy podzespół otrzymuje indywidualny numer seryjny, system musi dodatkowo kontrolować, aby identyfikator nie został przypisany do niewłaściwego elementu lub użyty ponownie w sposób niezgodny z założeniami procesu.
Integracja znakowania i odczytu z systemem produkcyjnym umożliwia również monitorowanie przepływu części pomiędzy kolejnymi operacjami. DPM staje się wtedy elementem systemu traceability, a nie wyłącznie metodą wykonywania trwałych napisów.
DPM – trwałe znakowanie i automatyczna identyfikacja części
Technologia DPM pozwala nanosić identyfikatory bezpośrednio na produkty i podzespoły, dzięki czemu oznaczenie może pozostać związane z częścią znacznie dłużej niż tradycyjna etykieta. Szczególnie często w takich zastosowaniach wykorzystuje się kody Data Matrix wykonywane laserowo lub metodą mikropunktową.
Samo naniesienie kodu jest jednak tylko częścią procesu. Powierzchnie metalowe, niewielkie wymiary symboli, refleksy czy punktowa struktura oznaczenia sprawiają, że odczyt kodów DPM wymaga odpowiednio dobranych czytników, a kontrola ich jakości – właściwych urządzeń weryfikujących.
Intrex dostarcza rozwiązania do przemysłowego znakowania i automatycznej identyfikacji, dzięki czemu proces może obejmować zarówno trwałe nanoszenie oznaczenia na część, jak i jego późniejszy odczyt oraz kontrolę. Przy wdrożeniu DPM dobór technologii warto poprzedzić próbami na rzeczywistych detalach i w warunkach odpowiadających docelowemu procesowi produkcyjnemu.
Meta title: DPM – znakowanie i odczyt kodów Direct Part Marking
Meta description: DPM to trwałe znakowanie kodów bezpośrednio na częściach. Sprawdź, jak działa Direct Part Marking oraz jak znakować i odczytywać kody DPM.
