Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

Е. И. Пряхин, заведующий кафедрой материаловедения и технологии художественных изделий, профессор,
докт. техн. наук, эл. почта: e.p.mazernbc@yandex.ru
Е. Ю. Трошина, аспирант кафедры материаловедения и технологии художественных изделий, эл. почта: ivan.grey.90@mail.ru

На промышленных предприятиях для лазерной маркировки оборудования и техники, поверхность которых выполнена из черных и цветных сплавов, обычно применяют импортные полимерные пленки на акриловой основе. Такие пленки в рыночной среде и на производствах называют лазерными, так как они маркируются и гравируются лазерами. Эти пленки играют роль гибких шильд: они маркируются и наклеиваются на изделия и продукцию в виде этикетки. Однако акриловые зарубежные пленки имеют ограниченную температуру эксплуатации и не могут применяться на изделиях и заготовках, эксплуатируемых при температуре свыше 300 °C. Кроме того, в связи с западными санкциями их импорт на территорию России ограничен. Новая российская композитная пленка серии ЛП на основе кремнийорганических соединений является альтернативой зарубежным аналогам, но при этом превосходит их характеристики температуростойкости. Важной характеристикой лазерной пленки является не только стойкость к высоким температурам, температуростойкость, но и возможность получения качественной контрастной маркировки с высоким разрешением, так как современные маркировки включают в себя не только цифро-буквенную информацию, но и плотные двуматричные штрихкоды. В связи с этим проведено сравнительное изучение лазерочувствительности немецкой акриловой пленки tesa 6930 и российской кремнийорганической пленки серии ЛП. Определены технологические режимы маркировки. Показана высокая температуростойкость пленки серии ЛП при различных температурах в интервале от 300 до 1000 °C. Лазерное воздействие на пленку осуществляли в распространенной среди производственных компаний импульсной наносекундной системе с инфракрасной длиной волны излучения 1,064 мкм и средней выходной мощностью 20 Вт. Пленку фиксировали на поверхности из стали марки 10Х18Н9, имитирующей изделия.

1. Schuitemaker Reuben, Xu Xun. Product traceability in manufacturing: A technical review // Procedia CIRP. 2020. Vol. 93. P. 700–705. DOI: 10.1016/j.procir.2020.04.078.
2. Ganzulenko O. Y., Petkova A. P. Testing a nano-barcodes marking technology for identification and protection of the mechanical products // Journal of Physics: Conference Series. 2020. No. 1. P. 1–7. DOI: 10.1088/1742–6596/1582/1/012032.
3. Бакаев А., Коптев Д. Маркировка нефти и нефтепродуктов // Энергетическая политика. 2021. No. 6 (160). С. 92–107. DOI: 10.46920/2409-5516_2021_6160_92.
4. Голубенко О. А., Финаенова Э. В., Свекольникова О. Ю., Тимуш Л. Г., Шевченко Н. В. Цифровизация маркировки потребительских товаров // Промышленность: экономика, управление, технологии. 2020. No. 3 (82). С. 7–11.
5. Горбовец М. А., Славин А. В. Кодированная маркировка образцов для высокотемпературных испытаний // Труды ВИАМ. 2019. № 10 (82). С. 125–132. DOI: 10.18577/2307-6046-2019-0-10-125-132.
6. Тезина Н. Н. Маркировка лекарственных препаратов от производителя до конечного потребителя // Врач и информационные технологии. 2019. № 3. С. 6–13.
7. Ahearne E. Engineering the surface for direct part marking (DPM) // CIRP. Journal of Manufacturing Science and Technology. 2020. Vol. 29. P. 1–10.
8. Li C. L., Lu C., Li J. M. Nanosecond laser direct-part marking of data matrix symbols on titanium alloy substrates // Key Engineering Materials. 2018. Vol. 764. P. 194–200.
9. Vedel-Smith N., Lenau T. Casting traceability with direct part marking using reconfigurable pin-type tooling based on paraffin–graphite actuators // Journal of Manufacturing Systems. 2012. Vol. 31. P. 113–120. DOI: 10.1016/j.jmsy.2011.12.001.
10. Xia-Shuang Li, Wei-Ping He, Lei Lei, Jian Wang et al. Laser direct marking applied to rasterizing miniature Data Matrix Code on aluminum alloy // Optics & Laser Technology. 2016. Vol. 77. P. 31–39. DOI: 10.1016/J.OPTLASTEC.2015.08.020.
11. Кантюков Р. Р., Запевалов Д. Н., Вагапов Р. К. Анализ применения и воздействия углекислотных сред на коррозионное состояние нефтегазовых объектов // Записки Горного института. 2021. Vol. 250. P. 578–856. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.11.
12. Konchus Darina A. et al. Temperature influence on readability of the QR-code on titanium alloy // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 909. P. 54–59. DOI: 10.4028/p-4hhoi9.
13. Kučera M., Švantnera M., Smazalová E. Influence of laser marking on stainless steel surface and corrosion resistance // METAL 2014 – 23^rd International Conference on Metallurgy and Materials. Conference Proceedings. 2014. Vol. 1. P. 890–895.
14. Пряхин Е. И., Михайлов А. В., Сивенков А. В. Технологические особенности поверхностного легирования металлических изделий Cr–Ni комплексами в среде расплавов легкоплавких металлов // Черные металлы. 2023. № 2. С. 58–65. DOI: 10.17580/chm.2023.02.09.
15. Sharapova D. M., Ganzulenko O. Y., Sharapov M. G. A secondary heat effect on the properties of K70 strength class steel for trunk pipelines // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 1. P. 1–5. DOI: 10.1088/1757-899X/826/1/012024.
16. Пряхин Е. И., Трошина Е. А. Деградация после термического и химического воздействия матричных кодов, сформированных с помощью лазеров на изделиях из латуни и алюминиевого сплава // Цветные металлы. 2022. № 7. С. 87–91. DOI: 10.17580/tsm.2022.07.10.
17. Дзембак Ю. Современные технологии маркировки для электроники и приборостроения // Компоненты и Технологии. 2002. № 26. С. 150, 151.
18. Симонов Р. Новые материалы 3М для идентификации и маркировки: температурная и химическая стойкость гарантированы // Компоненты и Технологии. 2004. № 38. С. 176, 177.
19. Гендлер С. Г., Фазылов И. Р., Абашин А. Н. Результаты экспериментальных исследований теплового режима нефтяных шахт при термическом способе добычи нефти // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6-1. С. 248–262. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_248.
20. Максаров В. В., Горшков И. В., Халимоненко А. Д. Повышение работоспособности многолезвийного инструмента на основе селективного оснащения режущей керамикой // Черные металлы. 2022. № 6. С. 75–80. DOI: 10.17580/chm.2022.06.12.
21. Сырков А. Г., Ячменова Л. А. Особенности получения металлургической продукции в условиях твердотельного гидридного синтеза // Записки Горного института. 2022. № 256. С. 651–662. DOI: 10.31897/PMI.2022.25.
22. Паноев Н. Ш., Ахмедов В. Н., Хамрокулов Ш. Ш. Получение термоустойчивых покрытий на основе гидролизированных акриловых эмульсий и кремнийорганических соединений // Universum: технические науки. 2020. № 12 (81). С. 27–30.
23. Кисель А. Г., Белан Д. Ю., Тодер Г. Б. Иссследование возможности чистой лазерной обработки заготовок из алюминиевого сплава Д16 // Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты. 2020. № 3. С. 33–43.
24. Котов С. А., Лябин Н. А., Блинков В. В., Кондратюк Д. И., Бибик О. Б., Попов Д. С. Экспериментальная оценка режимов размерной обработки углепластиков импульсным наносекундным излучением волоконного иттербиевого лазера // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2017. № 1 (112). С. 73–85.
25. Yurevich V. I. et al. Optical design and performance of F-Theta lenses for high-power and high-precision applications // SPIE Optical Systems Design. 2015. DOI: 10.1117/12.2190777.

26. Писанкова В. А., Хохлова П. В. Маркировка товаров: текущее состояние и перспективы развития // Развитие таможенного дела Российской Федерации: дальневосточный вектор. 2021. № 1. С. 185–188. DOI: 10.24412/cl-36450-2021-1-185-188.
27. Бажин В. Ю., Исса Б. Влияние термической обработки на микроструктуру стальных змеевиков нагревательной трубчатой печи // Записки Горного института. 2021. № 249. С. 393–400. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.8.
28. Алексеев В. И., Барахтин Б. К., Жуков А. С. Химическая неоднородность как фактор повышения прочности сталей, изготовленных по технологии селективного лазерного плавления // Записки Горного института. 2020. № 242. С. 191–196. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.191.
29. Amiaga J. V., Gorny S. G., Vologzhanina S. А. Method of convex marking of the surfaces of steel products using a pulsed 50-W infrared fiber laser // Russian Metallurgy (Metally). 2020. Vol. 13. P. 1513–1517. DOI: 10.1134/S0036029520130042.
30. Amiaga J. V., Ramos-Velazquez A., Gorny S., Vologzhanina S. A., Michtchenko A. Groove formation on metal substrates by nanosecond laser removal of melted material // Metally. 2021. Vol. 11 (12). P. 20–26. DOI: 10.3390/met11122026.