ГОСТ Р 57302-2016 Информационные технологии (ИТ). Технологии автоматической идентификации и сбора данных. Прямое маркирование изделий. Требования к качеству символов Data Matrix, полученных интрузивным маркированием

     3.3 Требования к технологии нанесения маркировки лазером

3.3.1 Описание технологии маркирования

а) Лазерное маркирование

Лазерное маркирование является процессом, использующим тепловую энергию лазерного луча для испарения, расплавления, соединения материала или изменения состояния поверхности (см. рисунок 8).     

Рисунок 8 - Пример символа штрихового кода, нанесенного лазерным маркированием

Ввиду взаимодействия лазерного луча с материалом поверхности, лазерное маркирование не должно использоваться в следующих случаях, за исключением наличия специального разрешения от организации - разработчика маркируемого изделия:

a) для компонентов, отнесенных к особым группам изделий;

________________

Отнесение изделий к особым группам относится к компетенции организации - разработчика изделия и проводится по результатам соответствующего анализа отказов. К особой группе относятся компоненты, отказ которых существенным образом затрудняет или исключает применение изделия. Отнесение к группе должно быть отражено в описаниях компонентов.

b) для титановых сплавов.

Примечание - Любые отклонения от установленных требований требуют утверждения разработчика изделия.

b) Общие положения

Любая лазерная система маркирования состоит из лазерного источника излучения (напр., Nd:YAG, СО) и системы наведения луча (оптической). Лазерный луч формируется в виде светового потока конической формы, который затем фокусируется системой наведения луча и распространяется после выходной линзы на некотором расстоянии в виде потока с параллельными границами (рабочее расстояние). Луч имеет параллельные границы на установленном расстоянии, после чего вновь начинает расширяться, это расстояние именуется глубиной поля и зависит от заданной конфигурации оптической системы. Диаметр луча именуется размером пятна лазера. Все эти параметры зависят от конкретной оптической конфигурации лазерного маркировочного устройства. На рисунке 9 представлена схема профиля типового луча лазера в рабочем диапазоне.

Для обеспечения приемлемого качества маркирования луч лазера должен падать на маркируемую поверхность на участке параллельности луча (т.е. в пределах рабочего расстояния от последней линзы). Любые изменения профиля маркируемой поверхности (благодаря кривизне поверхности или другим изменениям геометрии) не должны выходить за пределы глубины поля. Отклонения вызовут потерю четкости изображения маркировки по причине расфокусировки луча. Поскольку размер пятна лазера определяет область воздействия луча, номинальный размер модуля символа кода Data Matrix не может быть меньше размера пятна лазера.     

Рисунок 9 - Типовая схема профиля лазерного луча в рабочем диапазоне

с) Лазерное травление/гравировка

Этот вид маркирования включает использование лазеров для местного испарения или расплавления материала, оставляющего след в виде гравированной маркировки. Поскольку лазерный луч создает интенсивный нагрев, формируются следы в виде повторно затвердевшего материала (переплавленный слой), образующие маркировку. Помимо этого, имеют место изменения параметров микроструктуры (в зоне нагрева), зависящие от типа материала. Следует внимательно оценивать применимость этого метода ввиду наличия в образцах высокого уровня напряжений, определяемых опытным путем. Помимо этого, подвод значительного количества тепловой энергии от лазера в некоторых обстоятельствах может вызвать искажение формы изделия и выход ее за пределы требований конструкторского документа, что также может сделать этот метод маркирования непригодным. Лазерное травление/гравировка могут также использоваться для выборочного удаления краски с покрытия изделия. В этом случае следует предусматривать меры по защите от местной коррозии, если ранее нанесенное покрытие обеспечивало защиту от коррозии. Повышение глубины маркирования вызовет улучшение считываемости маркировки в эксплуатации. Однако это может вызвать отрицательный эффект в виде нарушения целостности поверхности, определяемой размерами переплавленного слоя, величиной зоны нагрева и микротрещинами. Определение ограничений по глубине маркирования должна производить организация-разработчик маркируемого изделия в зависимости от предполагаемого использования изделия.

Примечание - Не все лазерные маркировочные устройства могут наносить маркировку гравировкой на металле, поскольку это зависит от рабочего тела лазера.

d) Расширение возможностей лазерного маркирования

Могут применяться материалы и методы, расширяющие возможности лазерного маркирования за счет:

- повышения контраста маркировки;