Każdy, kto produkuje frezy dentystyczne, narzędzia obrotowe dla branży medycznej lub małe cylindryczne elementy z najwyższej półki, dobrze zna ten problem: znakowanie jest ostatnią operacją w cyklu produkcyjnym, ale jednocześnie jest tym, co klient końcowy widzi jako pierwsze. Kody UDI, logo, kolorowe pierścienie identyfikacyjne ISO, średnice i numery partii muszą być czytelne, trwałe i spójne na całym obwodzie elementu — na elementach, których średnica często nie przekracza 20 mm i które charakteryzują się tolerancjami wymiarowymi wynikającymi z szlifowania.
Przy takich rozmiarach i geometriach szybko ujawniają się ograniczenia tradycyjnych systemów znakowania. Załadowywanie poszczególnych elementów na pojedynczy trzpień pochłania czas operatora i powoduje fragmentację cyklu. Obracanie tak małych elementów potęguje każdy luz mechaniczny: przesunięcie rzędu kilku centymetrów między osią obrotu a ogniskiem lasera powoduje, że znakowanie „zsuwa się” wzdłuż obwodu. Wreszcie pojawia się kwestia trwałości: w branży medycznej znakowanie musi wytrzymać pasywację cytrynową i azotową, powtarzające się cykle sterylizacji oraz testy w mgle solnej – warunki, w których tradycyjne znakowanie światłowodowe ma tendencję do degradacji lub zmiany koloru.
TowerSteel powstał, aby jednocześnie rozwiązać te trzy kluczowe problemy: wydajność podczas pozycjonowania, precyzję mechaniczną oraz trwałość znakowania w czasie.
Konstrukcja zaprojektowana z myślą o precyzji, a nie dostosowana
Podstawą maszyny jest konstrukcja wykonana w całości ze spawanego, rozciąganego i frezowanego stali. Nie jest to drugorzędny szczegół konstrukcyjny: rozciąganie po spawaniu eliminuje naprężenia szczątkowe ramy, a późniejsze frezowanie gwarantuje płaskość i prostopadłość płaszczyzn odniesienia, na których montowane są osie i wrzeciona. W rezultacie otrzymujemy maszynę sztywną, stabilną termicznie i zapewniającą powtarzalność — co jest niezbędne podczas obróbki elementów o małej średnicy, gdzie dopuszczalny błąd położenia ogniska mierzy się w setnych milimetra.
Ta filozofia konstrukcyjna jest taka sama, jaką firma LASIT od lat stosuje w maszynach przeznaczonych do mechaniki precyzyjnej: prowadnice z recyrkulacją kulek, silniki z wbudowanym enkoderem, komponenty dobrane tak, aby utrzymać wydajność w dłuższej perspektywie czasowej, a nie tylko podczas testów.
Wielowrzecionówka: do 15 sztuk w jednym ustawieniu
Elementem, który naprawdę zmienia codzienną pracę, jest system wielowrzecionowy: operator ładuje do 15 frezów podczas jednego ustawienia, a maszyna obrabia je wszystkie w sekwencji automatycznej, każdy w zakresie 360 stopni.
Zasada działania jest prosta, ale wymaga odpowiedniej mechaniki. Oś X o długości 600 mm przesuwa głowicę skanującą wzdłuż całego rzędu wrzecion, ustawiając ją za każdym razem nad elementem przeznaczonym do znakowania. Wiązka działa zawsze prostopadle do powierzchni obracającego się elementu: gwarantuje to równomierny rozkład energii na całym obwodzie, bez zniekształceń i zmian gęstości mocy, które występowałyby podczas znakowania na szerokim polu przy zmiennych kątach padania. Zarówno w przypadku frezu o średnicy 2 mm, jak i elementu o średnicy 20 mm, jakość znakowania pozostaje stała od pierwszego do ostatniego trzpienia.
Wpływ na przebieg pracy jest wyraźny. Operator nie jest już przywiązany do maszyny podczas załadunku i rozładunku każdego pojedynczego elementu: ładuje kompletny zestaw, uruchamia cykl, a w międzyczasie przygotowuje kolejny zestaw lub zajmuje się innymi operacjami. Czas przezbrajania rozkłada się na 15 elementów zamiast obciążać jeden, a cykl staje się przewidywalny i możliwy do zaplanowania — jest to aspekt, który osoby zarządzające produkcją narzędzi w partiach cenią sobie bardziej niż jakiekolwiek dane dotyczące prędkości szczytowej.
Pikosekunda: czarne oznaczenie, trwałe, zgodne z normami
Źródłem wybranem dla TowerSteel jest laser impulsowy o impulsach rzędu pikosekund. W medycynie nie jest to wybór estetyczny, lecz procesowy.
Ultrakrótki impuls przekazuje energię do materiału w tak krótkim czasie, że minimalizuje się wkład cieplny w otaczający obszar. W rezultacie uzyskuje się czarne, matowe i nieopalizujące oznaczenie: kontrast pozostaje niezmienny pod każdym kątem obserwacji i w każdych warunkach oświetlenia, co stanowi podstawowy wymóg dla czytelności kodów UDI i DataMatrix na błyszczących powierzchniach cylindrycznych.
Co najważniejsze, brak utleniania powierzchniowego sprawia, że oznaczenie jest odporne na typowe dla branży procesy: mgłę solną, pasywację cytrynową i pasywację azotową. Jest to kwestia decydująca, ponieważ tradycyjne znakowanie światłowodowe zazwyczaj przechodzi pierwszy test, ale nie wytrzymuje cyklu pasywacji azotowej — w wyniku czego kod ulega degradacji właśnie po zabiegu, który powinien sprawić, że element będzie nadawał się do zastosowań medycznych. W przypadku znakowania pikosekundowego znakowanie przechodzi proces pasywacji i wychodzi z niego w niezmienionym stanie, zachowując swoje właściwości nawet po wielokrotnych cyklach sterylizacji.
Do tego dochodzi zaleta operacyjna: źródła pikosekundowe mają szacowaną żywotność rzędu 100 000 godzin pracy przy praktycznie zerowej konserwacji, co jest istotnym czynnikiem dla podmiotów znakujących tysiące narzędzi dziennie.
Dla kogo jest przeznaczona (a dla kogo nie)
TowerSteel to maszyna specjalistyczna. Najlepiej sprawdza się w przypadku elementów cylindrycznych o średnicy do około 20 mm: frezów stomatologicznych i chirurgicznych, narzędzi obrotowych, wierteł, rozwiertaków oraz precyzyjnych drobnych elementów, które wymagają znakowania obwodowego w zakresie 360 stopni przy zachowaniu wysokich standardów jakości i zgodności z normami. Jest to naturalne rozwiązanie dla tych, którzy obecnie znakują elementy pojedynczo na jednym trzpieniu, a ich wielkość produkcji jest na tyle duża, że obciążenie jednostkowe staje się wąskim gardłem.
Nie jest to jednak odpowiednia maszyna dla tych, którzy znakują głównie na płaskich powierzchniach, dla elementów o większej średnicy lub dla tych, którzy potrzebują maksymalnej wszechstronności w przypadku bardzo zróżnicowanych rodzin produktów: w takich przypadkach systemy takie jak TowerMark lub maszyny ze stołem obrotowym pozostają najbardziej racjonalnym wyborem.
Podsumowując: jeśli produkujesz frezy lub małe elementy cylindryczne wysokiej jakości, jeśli oznaczenie musi być czarne, trwałe i odporne na pasywację, a także jeśli obciążenie pojedyncze ogranicza Twoją wydajność, TowerSteel rozwiązuje właśnie te trzy problemy — dzięki konstrukcji mechanicznej zaprojektowanej z myślą o długotrwałej eksploatacji.
Applications Manager | LASIT
Applications Manager w LASIT od ponad 20 lat, Mario Palmieri odpowiada za zarządzanie i rozwój firmowego laboratorium laserowego. Przeprowadza testy próbek dla klientów, wspierając sektory motoryzacyjny, medyczny, lotniczy i elektroniczny w wyborze najbardziej odpowiedniego rozwiązania do znakowania laserowego.
