Pilotieren für eine Produktbeschriftung

Die Oskar Lehmann GmbH & Co. KG ist ein führendes Unternehmen bei technischen Kunststoffteilen.
Am Standort Blomberg-Donop produziert der Mittelständler sowohl maßgeschneiderte Lösungen auf Kundenwunsch als auch eigens entwickelte Produktlösungen für Anwendungen im industriellen Umfeld. Oskar Lehmann – in der Region Lippe auch OL abgekürzt - bedient damit mehrere Industriezweige aus der Möbel-, Automobil-, Elektro- und Bauindustrie. Die Produktion kennzeichnet sich durch Spritzgussfertigung in hohen Stückzahlen mit vielen Teilen in unterschiedlichen Größen.

In allen Fällen erwarten die Kunden von OL eine sehr gute Qualität der gelieferten Teile und die Möglichkeit der Rückverfolgbarkeit der Chargen im Falle einer nicht zufriedenstellenden Qualität. Dazu muss ein Bezug zwischen einzelnen produzierten Teilen und der produzierten Charge hergestellt werden. Ein Informationsträger auf den Produkten oder eine Beschriftung der Produkte bieten sich hierfür an. Verwendet werden in der Produktion hierfür häufig Aufkleber mit Barcodes, RFID Chips oder ein Aufdruck eines Codes auf die Produkte. Diese Informationsträger können Informationen über die Produktion, Serien- oder Chargennummern, Auftragsdaten oder sonstige Daten beinhalten.

OL stand vor der Frage, welche Informationen in welcher Form am besten auf Ihre Produkte verortet werden könnten, um solch einen durchgängigen Informationsfluss zu ermöglichen und kontaktierte hierfür das Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo.Das Fraunhofer IOSB-INA ist Partner im Kompetenzzentrum Digital in NRW und bietet mittelständischen Unternehmen vielfältige Unterstützung bei der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten. In der Kooperation zwischen OL und dem Fraunhofer IOSB-INA entschied man sich für eine Pilotierung in der SmartFactoryOWL in Lemgo. Die SmartFactoryOWL verfügt über eine umfangreiche Industrie 4.0 Testumgebung mit eine Anlageninfrastruktur, auf die Unternehmen in Pilotierungen zugreifen können.

OL und Fraunhofer untersuchten gemeinsam, welche Informationen auf welche Bauteile verortet werden sollen und entschieden sich für die Codierung nummerischer Auftragsdaten in einem QR Code. Ein QR Code eignet sich gut zur Codierung von Texten und Zahlenfolgen, hat aber Einschränkungen in der Auslesbarkeit ab einer gewissen Größe. Auf Grundlage der definierten Informationen und des Datenformats wurde untersucht, wie die Information auf das Produkt gebracht werden könnte. Anforderungen waren hierbei unter anderem, dass die Information nach dem „Schuss“ – also direkt nachdem das Produkt in der Spritzgussanlage hergestellt wurde – aufgetragen wird und dass die Information über eine gute Haftung am Produkt nicht verloren gehen kann. Die Partner entschieden sich für den Versuch einer dauerhaften Beschriftung über eine Laseranlage. Beim Labeln über einen Laser müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, wie die Beschaffenheit des Produkts und die Auswahl eines geeigneten Lasers. Da das Produkt von OL aus schwarzem Kunststoff (PA6 – GF30) gefertigt ist und über eine glatte Oberfläche verfügt, schienen gute Voraussetzungen für die Beschriftung mit einer Laseranlage gegeben.

In der SmartFactoryOWL können Unternehmen durch Pilotierungen aus Digital in NRW an der vorliegenden Infrastruktur wie 3D Druckern, Fräsbearbeitungszentren etc. Tests durchführen oder Prototypen entwickeln. Im Fall der Pilotierung mit OL wurde ein Infrarot Laser der Marke Telesis Xpress eingesetzt, um den QR Code auf das Produkt zu markieren. Im Laufe der mehrwöchigen Pilotierung wurden unterschiedliche Markiergeschwindigkeiten, Leistungs- und Frequenzeinstellungen getestet, bis passable und auslesbare Ergebnisse wie in der folgenden Abbildung ersichtlich erzielt wurden.

Hierbei wurden unterschiedliche Größen des QR Codes sowie auch die Markierung auf unebenen Oberflächen, wie Angüssen ausprobiert und die Lesbarkeit geprüft. Frau Nissrin Perez, Mitarbeiterin am Fraunhofer IOSB-INA und bei Digital in NRW begleitete das Projekt und führte die Proben durch: „Es konnten gute Kontraste erzielt werden, so dass die QR Codes auch auf unebenen Flächen gut auslesbar waren. Auch mit Hilfe von unterschiedlichen Smart Phone Apps konnten die Zahlenfolgen aus dem Produkt ausgelesen werden.“

Für OL bot die Pilotierung viele Vorteile: der Mittelständler verfügte über keine eigenen Laseranlagen und konnte diese Technologie in einem geschützten Umfeld mit Unterstützung von Experten erproben. Herr Ingo Löhr, Industrial Engineer des Unternehmens fasst zusammen: „Mit dem Fraunhofer in Lemgo hat OL einen Partner gefunden, der Expertise im Bereich Industrie 4.0 und Smarte Produktion vorweisen kann, ein weiterer Pluspunkt ist die räumliche Nähe. Die Möglichkeit schnell, unkompliziert und mit kurzen Wegen Versuche an Musterteilen durchzuführen beschleunigt die Evaluierung der Machbarkeit deutlich. Die Kontaktaufnahme sowie Absprachen zum Projekt liefen schnell und reibungslos ab.“

Aktuell wird bei OL überlegt, eine dauerhafte Lösung über eine Beschaffung der Laseranlage anzustoßen, um einerseits die Chargenrückverfolgbarkeit zu gewährleisten, andererseits aber auch die Fehlersuche zu erleichtern, da dadurch jedes Teil auf seine Spritzparameter zurückgeführt werden kann.