Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist eine der anspruchsvollsten Branchen, was die Rückverfolgbarkeit und dauerhafte Identifizierung von Komponenten angeht. Jedes Element, das in ein Flugzeug eingebaut wird, von der kleinsten Schraube bis hin zu komplexen Systemen wie Triebwerken, muss während seines gesamten Lebenszyklus, der sich über Jahrzehnte erstrecken kann, rückverfolgbar sein. Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie man die Rückverfolgbarkeit eines Bauteils verwaltet, das 30 Jahre lang fliegen soll, Tausende von Wärmezyklen durchläuft und Zehntausende von Betriebsstunden anhäuft? In diesem Zusammenhang hat sich die Lasermarkierung zur eindeutigen Identifizierung (Unique Identification, UID) als Schlüsseltechnologie zur Gewährleistung einer dauerhaften Identifizierung, eines effektiven Lieferkettenmanagements und der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften etabliert.
Die strategische Rolle der UID-Kennzeichnung in der Luft- und Raumfahrt
Die eindeutige Rückverfolgbarkeit von Komponenten in der Luft- und Raumfahrt erfüllt mehrere, miteinander verknüpfte Anforderungen. Unter dem Gesichtspunkt der Betriebssicherheit muss jede Komponente eindeutig identifizierbar sein, um eine vollständige Rekonstruktion der Wartungshistorie, eine schnelle Identifizierung im Falle eines technischen Rückrufs und eine Überprüfung der Authentizität zu ermöglichen. Die dauerhafte Kennzeichnung mit UID-Codes, die in der Regel durch DataMatrix-Symbole gemäß Abschnitt 5.8.2 von MIL-STD-130N realisiert wird, ermöglicht die Codierung wichtiger Informationen auf extrem kleinem Raum, oft auf weniger als 3-4 Quadratmillimetern.
Ein emblematischer Fall, der die Bedeutung dieses Systems veranschaulicht, stammt aus dem Jahr 2018, als ein Hersteller von Hydraulikkomponenten eine Rückrufaktion für Ventile durchführen musste, die in mehreren Militärhubschrauberflotten eingebaut waren. Dank der normgerechten UID-Kennzeichnung konnte die Identifizierung der betroffenen Chargen und die Rückverfolgung der eingebauten Komponenten innerhalb von 72 Stunden abgeschlossen werden, anstatt der Wochen, die mit herkömmlichen Rückverfolgbarkeitssystemen erforderlich gewesen wären. Diese Art von operativer Effizienz ist kein optionales Extra: Sie ist eine Voraussetzung, die den Unterschied zwischen rechtzeitigem Eingreifen und potenziell katastrophalen Folgen ausmachen kann.
Das UID-System basiert auf der Zuweisung einer eindeutigen Kennung für jede kritische Komponente, die in zentralisierten Datenbanken wie dem IUID-Register des US-Verteidigungsministeriums registriert wird. Dieser Ansatz verwandelt die einzelnen Komponenten in digital rückverfolgbare Einheiten und schafft eine dauerhafte Verbindung zwischen dem physischen Objekt und der Dokumentenhistorie. Die Implementierung der Lasermarkierung gewährleistet, dass diese Verbindung unabhängig von den Betriebsbedingungen, denen die Komponente ausgesetzt ist, bestehen bleibt.
Leistungsanforderungen in extremen Umgebungen
Luft- und Raumfahrtkomponenten arbeiten unter Bedingungen, die jedes Kennzeichnungssystem belasten. Die Temperaturbereiche können von -55°C in großen Höhen bis zu über 150°C im Bereich der Triebwerke reichen, mit schnellen Temperaturgradienten während der Flugphasen, die innerhalb von Minuten 100°C erreichen können. Kontinuierliche Vibrationen, besonders intensiv in Antriebssystemen, wo Beschleunigungen von bis zu 20g verzeichnet werden, setzen die Materialien einer erheblichen mechanischen Belastung aus. Die Exposition gegenüber aggressiven Flüssigkeiten wie Jet-A1-Kraftstoffen, Skydrol-Hydraulikölen und Wartungschemikalien ist eine weitere Herausforderung für die Dauerhaftigkeit der Markierung.
Die Lasertechnologie erfüllt diese Anforderungen durch eine physikalische Interaktion mit dem Substrat, die dauerhafte Oberflächenveränderungen bewirkt. Für Aluminiumlegierungen der 7xxx-Serie, die üblicherweise in Primärstrukturen verwendet werden, werden in der Regel Faserlaser mit Pulsen von 30-50 Nanosekunden und durchschnittlichen Leistungen zwischen 15 und 30 Watt eingesetzt. Die Markierungstiefe variiert in der Regel zwischen 10 und 50 Mikrometern. Dies ist ein kritischer Parameter, da er einen dauerhaften Kontrast gewährleisten muss, ohne die strukturelle Integrität des Bauteils zu beeinträchtigen.
Ich habe zufällig mit einem Hersteller von Fahrwerkskomponenten zusammengearbeitet, der nach dem Markieren von hochfesten Berylliumbronzen Probleme mit Mikrorissen bekommen hatte. Die Analyse ergab, dass die verwendete Energiedichte, etwa 8 J/cm², für dieses spezielle Material zu hoch war. Durch eine Verringerung der Energiedichte auf 4,5 J/cm² und eine Erhöhung der Pulswiederholfrequenz von 20 kHz auf 60 kHz konnten wir den erforderlichen Kontrast erzielen, ohne lokale thermische Spannungen zu erzeugen, die die Mikrorisse auslösten. Diese Art der parametrischen Optimierung erfordert Anwendungskenntnisse, die weit über die einfache Bedienung der Maschine hinausgehen.
Die Korrosionsbeständigkeit ist ein kritischer Parameter für Komponenten, die einer maritimen Umgebung oder salzhaltigen Atmosphären ausgesetzt sind, wie sie für den Betrieb an der Küste typisch sind. Nach Tests, die gemäß Abschnitt 4.5.1 der SAE AS9132 durchgeführt wurden, muss eine korrekt parametrisierte Lasermarkierung mindestens 168 Stunden Salzsprühnebel gemäß ASTM B117 ohne sichtbare Verschlechterung des Kontrasts standhalten. Wenn dieLasergravur richtig parametrisiert ist, bleibt die Korrosionsbeständigkeit des Basissubstrats erhalten oder wird sogar verbessert. Dies wird durch die Minimierung von Mikrobrüchen in der Oberfläche und die Optimierung der Morphologie des markierten Bereichs erreicht.
Technische Umsetzung: DataMatrix und serielle Codes
Die DataMatrix ist der De-facto-Standard für die UID-Kennzeichnung in der Luft- und Raumfahrt aufgrund ihrer hohen Informationsdichte und Robustheit gegenüber partieller Symbolverfälschung. Wie in ISO/IEC 16022 spezifiziert, ermöglicht die Matrixstruktur aus schwarzen und weißen Zellen die Kodierung komplexer alphanumerischer Zeichenfolgen durch ECC 200-Modulation, die eine kontrollierte Redundanz einführt, um die Dekodierung selbst bei Beschädigung von bis zu 30% der Codefläche zu ermöglichen.
Die typische Zellengröße (Modulgröße) für Luft- und Raumfahrtanwendungen variiert zwischen 0,25 und 0,5 Millimetern, wobei Werte um 0,375 mm bevorzugt werden, die einen guten Kompromiss zwischen Kompaktheit und Lesbarkeit bieten. Eine DataMatrix von 16×16 Zellen, die etwa 24 alphanumerische Zeichen kodiert, nimmt also einen Platz von etwa 6×6 Millimetern ein. Ich persönlich halte dieses Format für die meisten Anwendungen auf mittelgroßen Komponenten, bei denen der Platz begrenzt, aber nicht kritisch ist, für optimal.
Die Markierung von DataMatrix auf Oberflächen in der Luftfahrt wirft jedoch besondere Probleme auf, mit denen Sie rechnen müssen. Ein häufiger Fehler, den ich bei mehreren Implementierungen beobachtet habe, betrifft den Umgang mit dem Kontrast nach aufeinanderfolgenden Oberflächenbehandlungen. Einer unserer Kunden, ein Hersteller von Triebwerksträgern aus einer Ti-6Al-4V-Legierung, hatte vor der abschließenden Anodisierung UID-Codes markiert. Die elektrochemische Behandlung hatte den Kontrast ausgeglichen und die DataMatrix praktisch unlesbar gemacht. Die Lösung bestand darin, die Markierung als letzten Arbeitsgang im Produktionszyklus vorzunehmen und dabei das Risiko in Kauf zu nehmen, dass einige Teile markiert werden, die dann bei der abschließenden zerstörungsfreien Prüfung zurückgewiesen werden.
Für austenitische rostfreie Stähle der Serie 316, die häufig in hydraulischen und pneumatischen Systemen verwendet werden, bietet die Glühbeschriftung hervorragende Ergebnisse. Mit Faserlasern, die mit einer Leistung von 18-25 W, Markiergeschwindigkeiten von 800-1200 mm/s und einer kontrollierten Defokussierung von etwa 2-3 mm arbeiten, wird ein dauerhafter dunkler Kontrast ohne Abtragung des Materials erzielt. Die thermische Eindringtiefe bleibt unter 5 Mikrometern, wodurch die mechanischen Oberflächeneigenschaften vollständig erhalten bleiben.
Superlegierungen auf Nickelbasis wie Inconel 718 oder Waspaloy, die in den heißen Bereichen von Turbogastriebwerken verwendet werden, erfordern sogar noch anspruchsvollere Ansätze. Ihre hohe Wärmeleitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit machen es schwierig, stabile Kontraste zu erzielen. In diesen Fällen ermöglichen MOPA-Laser mit feiner Steuerung der Pulsdauer (einstellbar zwischen 2 und 500 Nanosekunden) eine Optimierung der aufgetragenen Energie. Für Inconel 718 sind typische Parameter Pulse von 80-120 ns, Frequenzen von 25-35 kHz und Spitzenleistungen um 15 kW, mit kontrollierten Ablationstiefen zwischen 20 und 40 Mikrometern.
Rückrufmanagement und Fälschungsschutz
Technische Rückrufe in der Luft- und Raumfahrtindustrie sind zwar relativ selten, haben aber sicherheitskritische Auswirkungen und verursachen erhebliche Kosten. Die Fähigkeit, alle von einem bestimmten Problem betroffenen Komponenten schnell zu identifizieren, ihren Standort in der globalen Flotte zu überprüfen und Korrekturmaßnahmen zu planen, hängt direkt von der Wirksamkeit des Rückverfolgbarkeitssystems ab. Im Jahr 2022 musste Boeing ein Service Bulletin verwalten, das bestimmte Chargen von elektrischen Steckern der 737 MAX betraf. Dank der gemäß MIL-STD-130 implementierten UID-Kennzeichnung konnte die Identifizierung der 2.847 betroffenen Komponenten in 412 Flugzeugen von 28 verschiedenen Betreibern innerhalb von 4 Tagen abgeschlossen werden, wobei die Austauschmaßnahmen in 12 Tagen abgeschlossen waren. Ohne ein effektives UID-System hätte dieser Prozess Wochen, wenn nicht Monate, gedauert.
Gefälschte Luft- und Raumfahrtkomponenten stellen eine wachsende Bedrohung für die Betriebssicherheit und die Integrität der Lieferkette dar. Im Jahr 2019 hat eine Untersuchung der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) ergeben, dass in einem Zeitraum von drei Jahren mehr als 60.000 gefälschte oder verdächtige Teile auf den europäischen Markt gelangt sind. Gefälschte oder nicht konforme Teile, die in die Lieferkette gelangen, können katastrophale Ausfälle verursachen und das Vertrauen in das Zertifizierungssystem untergraben.
Die UID-Lasermarkierung ist eine erste Verteidigungslinie gegen dieses Phänomen. Sie schafft eine dauerhafte Kennzeichnung, die ohne spezielle Ausrüstung und Anwendungskenntnisse nur schwer zu replizieren ist. Ich habe zufällig einige Fälle von versuchten Fälschungen analysiert, bei denen Fälscher versucht hatten, DataMatrix mit mechanischen Gravuren oder chemischen Techniken zu replizieren. Bei der mikroskopischen Untersuchung wurde der Unterschied sofort deutlich: Die Morphologie der lasermarkierten Oberfläche weist charakteristische Merkmale auf, wie die mikrostrukturelle Regelmäßigkeit der Zellen, das Fehlen mechanischer Schlieren und einen klaren Übergang zwischen markierten und nicht markierten Bereichen, den alternative Techniken nicht originalgetreu nachbilden können.
Die Überprüfung der Authentizität durch das Lesen des UID-Codes und den Vergleich mit autorisierten Datenbanken ermöglicht es, verdächtige Komponenten vor dem Einbau abzufangen. Nach Angaben des US-Verteidigungsministeriums hat die systematische Einführung des IUID-Systems die Fälle von gefälschten oder nicht konformen Komponenten, die bei Audits zwischen 2015 und 2023 festgestellt wurden, um 68 Prozent reduziert. Diese abschreckende Wirkung in Verbindung mit systematischen Kontrollen entlang der Lieferkette trägt dazu bei, die Integrität des globalen Luft- und Raumfahrtsystems zu bewahren.
Lasertechnologien und Anwendungsauswahl
Die Wahl der am besten geeigneten Lasertechnologie für die UID-Kennzeichnung von Luft- und Raumfahrtkomponenten hängt von mehreren Faktoren ab: Beschaffenheit des Substrats, Größe der Komponente, Produktionsvolumen, Kontrastanforderungen und Einschränkungen der strukturellen Integrität. Faserlaser mit einer Wellenlänge von 1064 nm sind aufgrund der effizienten Absorption von Infrarotstrahlung durch Metalle (Absorptionskoeffizient je nach Legierung typischerweise zwischen 30% und 60%), des geringen Wartungsaufwands (Lebensdauer der Quelle von mehr als 100.000 Betriebsstunden) und der Kompaktheit des Systems die beliebteste Lösung für Metalllegierungen.
Für Anwendungen auf Aluminium der Serien 2xxx und 7xxx verwende ich in der Regel Faserlaser mit einer durchschnittlichen Leistung von 20-30 W, einer Wiederholfrequenz von 30-60 kHz und Markiergeschwindigkeiten zwischen 1000 und 3000 mm/s für Zeichenlinien. Die Ablationstiefe stabilisiert sich bei 25-35 Mikrometern, ein Wert, der einen dauerhaften Kontrast garantiert, ohne die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche zu beeinträchtigen. Ein kritischer Aspekt ist die Bildung von Aluminiumoxid im markierten Bereich: Eine kontrollierte Oxidation verbessert den Kontrast, aber eine übermäßige Oxidation kann zu einer brüchigen Schicht führen, die sich mit der Zeit verschlechtert. Die Kontrolle wird durch die Feinabstimmung der Energiedichte und in einigen Fällen durch die Verwendung von Hilfsgas (Niederdruck-Stickstoff, 1-2 bar) erreicht.
MOPA-Laser bieten eine noch feinere Kontrolle über die Parameter der Pulsdauer. Unabhängig von der Wiederholfrequenz können Sie die Dauer zwischen 2 und 500 Nanosekunden variieren. Diese Flexibilität ist besonders wertvoll, wenn Sie auf bereits behandelten oder beschichteten Oberflächen markieren. Ein anschaulicher Fall betrifft die Markierung auf anodisiertem Ti-6Al-4V-Titan Typ II gemäß MIL-A-8625: Mit kurzen Impulsen (10-20 ns) und hoher Frequenz (80-100 kHz) ist es möglich, die anodisierte Schicht selektiv zu entfernen, ohne das darunter liegende Metallsubstrat wesentlich zu beschädigen. Die Abtragstiefe bleibt unter 10 Mikrometern, so dass der Korrosionsschutz in nicht markierten Bereichen erhalten bleibt.
Für Anwendungen auf Polymermatrix-Verbundwerkstoffen (CFK – kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe), die in der modernen Luft- und Raumfahrt immer beliebter werden und bis zu 50 % des Strukturgewichts moderner Flugzeuge ausmachen können, bieten UV-Wellenlängen (typischerweise 355 nm) erhebliche Vorteile. Die photochemische Wechselwirkung, die gegenüber der thermischen Wirkung überwiegt, minimiert die wärmebeeinflussten Zonen (HAZ), die in der Regel unter 50 Mikrometer liegen, und verringert das Risiko einer Delamination oder Beschädigung der Verstärkungsfasern. Mit Festkörper-UV-Lasern (dreifach Nd:YAG oder dreifach Nd:YVO4), die mit einer durchschnittlichen Leistung von 3-8 W und Frequenzen von 30-80 kHz arbeiten, werden Markierungen mit einer kontrollierten Tiefe von 10 bis 30 Mikrometern auf der Polymermatrix erzielt, die ausreichen, um einen sichtbaren Kontrast zu erzeugen, ohne die Integrität der Faserverstärkung zu beeinträchtigen.
Ein Fehler, den ich bei der Bearbeitung von Verbundwerkstoffen immer wieder sehe, ist die Verwendung von zu energiereichen Parametern, die die Matrix verkohlen und so brüchige Bereiche schaffen. Während einer Zusammenarbeit mit einem Hersteller von CFK-Rumpfplatten stießen wir auf radiale Mikrorisse um DataMatrix, die mit herkömmlichen Faserlasern markiert wurden. Durch die Umstellung auf UV mit einer auf 80 Mikrojoule reduzierten Energie pro Puls (im Vergleich zu 0,6 Millijoule mit dem vorherigen Fasersystem) und die Erhöhung der Anzahl der Durchgänge von 2 auf 5 erreichten wir einen gleichwertigen Kontrast, ohne strukturelle Schäden zu verursachen, die bei der Ultraschallprüfung sichtbar wurden.
Validierung und Qualitätskontrolle
Die Überprüfung der Qualität der UID-Kennzeichnung ist ein obligatorischer Schritt vor der Freigabe des Bauteils für die Montage oder den Versand. Automatisierte Bildverarbeitungssysteme, die auf hochauflösenden CCD- oder CMOS-Kameras (typischerweise 5-12 Megapixel) und kontrollierter Beleuchtung basieren, ermöglichen die Bewertung kritischer Parameter wie Kontrast, Zellgröße, geometrische Verformung und Lesbarkeit gemäß den Normen ISO/IEC 29158 (die die DPM-Einstufung speziell für die Direktmarkierung definieren) in Kombination mit ISO/IEC 16022 für DataMatrix.
Die Zuweisung einer Qualitätsstufe (A, B, C, D, F) gemäß der für DPM angepassten ISO/IEC 15415-Methodik liefert ein objektives Maß für die Eignung des markierten Codes. Die endgültige Note wird durch den schlechtesten von acht bewerteten Parametern bestimmt: Dekodierung, Symbolreferenzfehler, Mindestkontrast, Modulation, axiale Defekte (Gitterfehler), unbenutzte axiale Defekte, gleichmäßiger Kontrast und Mindestreflexion. Für kritische Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt ist die Mindestanforderung in der Regel Grad B, wobei Grad A bevorzugt wird, wenn dies technisch machbar ist.
In unserem hauseigenen Labor haben wir ein dreistufiges Prüfverfahren implementiert. Die erste Stufe ist in die Lasermaschine selbst integriert: Nach jeder Markierung liest eine Kamera die DataMatrix und prüft die korrekte Dekodierung. Wenn das Lesen fehlschlägt, wird das Bauteil automatisch aussortiert oder zur Nachbearbeitung geschickt. Die zweite Ebene ist eine spezielle Qualitätskontrollstation, an der ein Bediener die formale Qualitätsprüfung mit einem nach ISO/IEC 15426-2 zertifizierten System durchführt. Die dritte Stufe, die auf einer Musterbasis (typischerweise 5 % der Produktion) angewandt wird, umfasst die mikroskopische Analyse der Zellmorphologie und präzise Dimensionsmessungen mit einem hochauflösenden Vision-System.
Beschleunigte Dauertests simulieren extreme Betriebsbedingungen, um die Beständigkeit der Markierung im Laufe der Zeit zu überprüfen. Für ein kürzlich durchgeführtes Projekt an elektromechanischen Aktuatorenkomponenten für primäre Steuerflächen (Klappen und Querruder) haben wir ein Validierungsprotokoll durchgeführt, das Folgendes umfasste: 500 thermische Zyklen zwischen -65°C und +175°C mit Rampen von 5°C/Minute, 500 Stunden Exposition in neutralem Salznebel gemäß ASTM B117, kontrollierter Abrieb mit 2000 Zyklen gemäß ASTM D4060 unter Verwendung eines CS-10-Rads und einer Last von 1000 Gramm und abwechselndes Eintauchen in Skydrol LD-4 (Phosphatester-Hydraulikflüssigkeit) und Jet-A1 für 100 Zyklen von jeweils 24 Stunden.
Die Ergebnisse zeigten ein unterschiedliches Verhalten zwischen den getesteten Lasertechnologien. Die Faserlasermarkierung auf 15-5PH-Stahl behielt nach allen Tests den Grad A bei. Die MOPA-Beschriftung auf eloxiertem 7075-T6 Aluminium zeigte nach extremen Wärmezyklen eine teilweise Verschlechterung des Kontrasts, indem sie von Grad A auf Grad B abfiel, aber perfekt lesbar blieb. Die UV-Markierung auf 30% kohlefaserverstärktem PEEK zeigte die beste Dimensionsstabilität, ohne messbare Veränderung der Zellgröße (geprüfte Toleranz: ±5 Mikrometer). Diese konkreten Daten ermöglichen eine fundierte Auswahl der am besten geeigneten Technologie für jede spezifische Anwendung.
Ein Aspekt, den ich für grundlegend halte, der aber oft unterschätzt wird, ist die Validierung des Prozesses an echten Komponenten aus der Produktion, nicht an Labormustern. Die Oberflächenbeschaffenheit echter Bauteile – die unterschiedliche Oberflächengüten, Spuren früherer Bearbeitungen und lokale Abweichungen in der Legierungszusammensetzung aufweisen können – beeinflusst das Markierungsergebnis erheblich. Ich empfehle immer, eine Validierungskampagne an mindestens 30-50 Komponenten durchzuführen, die für die Variabilität der realen Produktion repräsentativ sind, bevor die Prozessparameter endgültig genehmigt werden.
Integration in Produktionsprozesse
Die Integration der Lasermarkierung in die Produktionsabläufe in der Luft- und Raumfahrt erfordert besondere Aufmerksamkeit bei der Synchronisierung mit anderen Bearbeitungsschritten. In Gesprächen mit Produktionsleitern taucht immer wieder das Dilemma auf, dass der optimale Zeitpunkt für die Markierung nicht bekannt ist. Die Kennzeichnung von Rohlingen bietet den Vorteil, dass das Bauteil sofort identifiziert werden kann, was die Rückverfolgbarkeit in den nachfolgenden Phasen erleichtert. Allerdings werden dabei UID-Codes auf Teilen verschwendet, die in den letzten Phasen der Qualitätskontrolle verworfen werden könnten. Die Markierung nach der Bearbeitung, aber vor der Oberflächenbehandlung ist kostengünstiger, kann aber Probleme verursachen, wenn die nachfolgende Behandlung den Kontrast beeinträchtigt, wie im oben erwähnten Fall der Eloxierung.
Ich persönlich bevorzuge die Kennzeichnung als letzten Arbeitsgang am fertigen Bauteil, nach allen Oberflächenbehandlungen und Maßprüfungen, aber vor der abschließenden zerstörungsfreien Prüfung (NDT). Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Kennzeichnung nur auf Teilen angebracht wird, die alle kritischen Qualitätsprüfungen bestanden haben, und minimiert den Ausschuss. Der leichte Anstieg der Verwaltungskomplexität (die Kennzeichnung muss nach der Qualitätsfreigabe integriert werden) wird durch die Kostensenkung und die Gewissheit, dass jeder zugewiesene UID-Code tatsächlich einem konformen Teil entspricht, weitgehend ausgeglichen.
Die Integration mit Manufacturing Execution Systems (MES) ermöglicht es, die Zuweisung von Seriencodes zu automatisieren, Markierungsparameter automatisch aufzuzeichnen und eine vollständige digitale Rückverfolgbarkeit des Prozesses zu schaffen. Bei einer kürzlich erfolgten Implementierung für einen Hersteller von Strukturbauteilen haben wir sechs Lasermarkierungsstationen an ein zentrales MES-System angeschlossen. Der Arbeitsablauf sieht folgendermaßen aus: Der Bediener scannt den Barcode des eingehenden Bauteils, das MES überprüft, ob das Bauteil die vorangegangenen Kontrollen bestanden hat, generiert automatisch den eindeutigen UID-Code gemäß dem definierten Schema (das Firmenpräfix, Teilenummer, Seriennummer und Produktionscharge umfasst), sendet die Daten an das Lasersystem, das die Markierung vornimmt, die integrierte Kamera überprüft die Lesbarkeit und das System zeichnet automatisch alle Prozessparameter auf, indem es sie mit dem spezifischen UID-Code verknüpft.
Dieses Maß an Integration reduziert menschliche Fehler bei der Handhabung von Identifikationsdaten drastisch. Vor der Implementierung lag die Fehlerquote bei der manuellen Serialisierung bei etwa 0,8 Prozent (etwa 4 Fehler pro 500 markierte Komponenten), was zu kostspieligen Nacharbeiten und einer hohen Komplexität der Dokumente führte. Nach der Automatisierung sank die Fehlerquote bei der Serialisierung praktisch auf Null, und die wenigen Fälle, die aufgezeichnet wurden (2 in 18 Betriebsmonaten bei mehr als 45.000 Komponenten), waren auf Probleme mit der Netzwerkverbindung und nicht auf Bedienungsfehler zurückzuführen.
Bei Produktionsläufen, die durch eine hohe Komponentenvariabilität gekennzeichnet sind, wie sie für Tier-2- und Tier-3-Luftfahrtzulieferer typisch ist, die mehrere Kunden mit unterschiedlichen Geometrien bedienen, ist die Flexibilität von Lasersystemen zur schnellen Bearbeitung unterschiedlicher Konfigurationen ein bedeutender Wettbewerbsvorteil. Einer unserer Kunden wickelt die Kennzeichnung von über 1.200 verschiedenen Teilenummern mit einem einzigen Lasersystem ab, das mit einer fortschrittlichen Job-Management-Software ausgestattet ist. Um die Konfiguration zwischen den Teilen zu ändern, müssen Sie lediglich die richtige Datei auswählen und das neue Markierungslayout laden, was in weniger als 30 Sekunden erledigt ist. Die Möglichkeit, gekrümmte Oberflächen mit dynamischen (3D-galvanometrischen) optischen Köpfen, konkave Oberflächen mit Weitfeldsystemen oder schwer zugängliche Positionen mit flexiblen optischen Fasern zu markieren, erweitert den Anwendungsbereich der Technologie auf praktisch jede Geometrie in der Luft- und Raumfahrt. Ein interessanter Fall betrifft die Markierung von innengekühlten Turbinenschaufeln, bei der die DataMatrix auf der Hinterkante positioniert werden muss, die eine komplexe Krümmung und geringe Dicke (1-2 mm) aufweist. Mit einem 3D-Galvanometerkopf mit einem Arbeitsfeld von 100×100 mm und einer erweiterten Tiefenschärfe von ±25 mm konnten wir eine DataMatrix von 3×3 mm mit konsistenter Güteklasse A markieren, wobei die Höhenänderung der gekrümmten Oberfläche automatisch ausgeglichen wurde. Dank der Fähigkeit der Software, geometrische Korrekturen auf der Grundlage des CAD-Modells der Komponente dynamisch zu berechnen, entfällt die Notwendigkeit einer ultrapräzisen Teilepositionierung, was die Zykluszeiten beschleunigt und die Werkzeugkosten reduziert.
Business Development Director | LASIT
Business Development Director bei LASIT, Giandomenico Ievoli ist verantwortlich für die kommerzielle Leitung und strategische Entwicklung des Unternehmens. Er leitet die Geschäftsentwicklungsaktivitäten auf nationaler und internationaler Ebene und trägt zum Wachstum und zur Expansion von LASIT auf den globalen Märkten bei.
