Ceracode-Tinte Neue Keramiktinte druckt hitzefeste Datecodes auf Metallteile

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Über 1.000 °C kann die von Fraunhofer-Forschern entwickelte Keramiktinte aushalten. Vorteile bringt dies zum Beispiel in der Automobilindustrie.Wie sich die hitzeresistente Tinte nutzen lässt, lesen Sie hier.

Die Kennzeichnung von Bauteilen zur individuellen Nachverfolgung ist bekanntlich eine wichtige Voraussetzung für die Digitalisierung der Prozesse in der produzierenden Industrie. In Metall verarbeitenden Branchen scheitere das aber bisher daran, dass viele Metallbauteile bei einzelnen Arbeitsschritten hoch erhitzt werden müssten. Konventionell aufgedruckte Codes werden dabei zerstört. Prof. Thomas Härtling, Gruppenleiter Optische Prüfverfahren und Nanosensorik, und sein Team am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben aber nun eine Tinte entwickelt, die auch Temperaturen von über 1.000 °C übersteht - die sogenannte Ceracode-Tinte. Sie besteht aus hitzeresistenten Keramikpartikeln und einer Glaskomponente, wie man weiter erfährt. Im Ofen sorge das in der Hitze schmelzende Glas dafür, dass die Kennzeichnung sich fest mit dem Metall verbinde und tdabei gut lesbar bleib. Die Ceracode-Tinte mache es also jetzt erstmals möglich, Metallbauteile, die speziell in der Automobilindustrie während der Produktion erwärmt werden müssten, sicher zu kennzeichnen.

Keramiktinte gibt der Digitalisierung einen Schub

Nehmen wir an, bei einer Stichprobe in der Automobilproduktion entdeckt der Werker ein fehlerhaftes Metallbauteil. Die Geometrie entspricht etwa nicht den Spezifikationen oder Sollvorgaben. Auf dem Bauteil ist aber eine Kennzeichnung, der sogenannte Data-Matrix-Code aufgebracht, der es über eine laufende Nummer eindeutig identifiziert. Der Werker lässt diesen Code durch einen Scanner auslesen. Im Display öffnet sich dann eine Datenbank, die für das Bauteil alle Parameter des Herstellungsprozesses anzeigt. Dazu gehören etwa Temperatur und Verweildauer im Ofen, Geometriedaten, möglicher Pressendruck et cetera. Der Fehler kann jetzt schnell erkannt werden. In diesem Fall war der Pressendruck nicht groß genug. Mit wenigen Mausklicks lässt sich der Werker nun alle weiteren Bauteile anzeigen, die falsch bearbeitet wurden. Diese werden anschließend schnell aussortiert – bei Bedarf auch vollautomatisch per Roboter. Das zeitraubende Prüfen aller möglicherweise betroffenen Bauteile sowie das manuelle Aussortieren entfallen und der Produktionsprozess geht sofort weiter, wie die IKTS-Forscher betonen.

Die Kombination aus Ceracode-Tinte und dem in der Industrie weitverbreiteten und standardisierten Data-Matrix-Code gebe der Digitalisierung von Produktionsabläufen in Metall verarbeitenden Branchen einen neuen Schub. Denn jedes Bauteil kann so entlang der Wertschöpfungskette jederzeit in seiner Qualität erfasst und Fehler schon am Anfang der Produktion erkannt und gezielt behoben werden.

Chance zum sicheren Datenaustausch über Catena-X

Während das Fraunhofer IKTS-Team die Tinte entwickelt hat und fortlaufend weiter optimiert, übernimmt der Projektpartner Senodis Technologies GmbH aus Dresden das Programmieren der Software und die Vermarktung.

Je nach Anwendungsszenario ließe sich die Datenbank beliebig mit weiteren Informationen füllen. So könnten für jeden Bearbeitungsschritt Daten zum Stromverbrauch und der Stromquelle einfließen und dann genutzt werden, um für jedes Bauteil die Treibhausgas-Emissionen zu berechnen. Das könnte attraktiv sein, denn es gebe immer mehr Hersteller, die im Sinne einer transparenten und ressourcenschonenden Fertigung solche Features nachfragten.

Außer der Optimierung der Produktion ebnet dieser Erfolg auch den Weg zu einem noch umfassenderen Informationsaustausch zwischen Herstellern, Zulieferern und Subunternehmen, wie es weiter heißt. Diese sind in der Automobilindustrie nicht zuletzt bereits durch ein komplexes Netzwerk miteinander verbunden. Realisiert werden soll der Austausch künftig durch die gerade im Aufbau befindliche Verbundplattform Catena‑X. Als kooperatives Datenökosystem der Automobilindustrie soll sie den sicheren und unkomplizierten Datenaustausch zwischen den Herstellern ermöglichen. Gleichzeitig sichere sie aber auch jedem Teilnehmer die Hoheit über die eigenen Daten. Mit Ceracode-Tinte könnten nun zum ersten Mal auch bei Metallbauteilen detaillierte Infos zu den Prozessparametern ins Catena-X-Netzwerk einfließen. Die Tinte kann übrigens auch zum Schutz vor Plagiaten genutzt werden, sie die Experten anmerken. Bisher funktioniert die Tinte und das Auslesen nur auf ebenen Bauteilflächen. Doch jetzt ginge man daran, auch gekrümmte oder verformte Metallbauteile bedrucken zu können. Weiter entwickelte Bilderkennungsalgorithmen dienen später dazu, auch Codes auf unregelmäßigen oder gekrümmten Metalloberflächen exakt auszulesen.

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