بسیاری از تولیدکنندگان وقتی با افزایش تیراژ مواجه می‌شوند، اولین مسئله‌ای که ذهنشان را درگیر می‌کند، انتخاب روشی است که بتواند با سرعت، دقت و تکرارپذیری بالا روی قطعات مختلف نشانه‌گذاری انجام دهد. همین موضوع باعث شد در سال‌های اخیر، بسیاری از کارخانه‌ها و کارگاه‌های صنعتی به‌دنبال فناوری‌هایی بروند که توانایی حکاکی در مقیاس بالا را داشته باشد. برندهایی مثل حک گستر طی سال‌های اخیر گزارش داده‌اند که بیش از ۶۰ درصد درخواست‌های مشتریان مربوط به انتخاب روشی بوده که سرعت خط تولید را کند نکند.

چرا سرعت حکاکی برای تولیدکنندگان اهمیت پیدا کرده؟

افزایش سرعت تولید، تنها به معنای بالا بردن تعداد خروجی نیست. زمانی که قطعات در یک خط تولید با فاصله زمانی دقیق و کوتاه حرکت می‌کنند، کوچک‌ترین تأخیر در عملیات حکاکی می‌تواند باعث ایجاد صف و توقف کل سیستم شود. طبق گزارش بازار تجهیزات مارکینگ در سال ۲۰۲۳، حدود ۴۱ درصد توقف‌های ناخواسته در خطوط مونتاژ مربوط به کندی عملیات حکاکی بوده است.

اینجا است که انتخاب سریع‌ ترین روش حکاکی اهمیت پیدا می‌کند. شرکت‌هایی که از سیستم‌های کند استفاده می‌کنند مجبورند یا کیفیت را پایین بیاورند یا سرعت خط تولید را کاهش دهند؛ و هیچ‌کدام با استانداردهای تولید انبوه سازگار نیست.

مقایسه کلی تکنیک‌های حکاکی از نظر سرعت

هر فناوری حکاکی یک ویژگی اصلی دارد که آن را برای نوعی از تولید مناسب می‌کند. برخی تکنیک‌ها عمق بالا ارائه می‌دهند، بعضی زیبایی ظاهری، و برخی دیگر سرعت.

در یک نگاه کلی:

• حکاکی لیزر فایبر → سریع‌ترین فناوری روی اغلب فلزات
• حکاکی ضربه‌ای (پنوماتیک) → سرعت خوب روی قطعات سخت
• حکاکی CNC → دقیق اما نسبتاً کند
• لیزر CO2 → مناسب پلاستیک، چوب و غیرفلزات
• حکاکی خراشی اسکرایب → بی‌صدا، اما مخصوص خطوط ظریف‌کاری
• رول مارکینگ → سریع برای قطعات استوانه‌ای
• پالس‌های فوق‌سریع فایبر → گزینه برتر برای خطوط پرتیراژ فلزی

در ادامه، این روش‌ها را بر اساس داده، تجربه و نیازهای خط تولید بررسی می‌کنیم.

حکاکی لیزر فایبر؛ معیار سرعت در صنعت

در جهان صنعتی امروز، لیزر فایبر جایگاه اول را در حوزه تکنیک حکاکی پرسرعت به دست آورده است. دلیل آن، سرعت اسکنرهای گالوو و توانایی لیزر در نشانه‌گذاری بدون تماس فیزیکی است.

در بسیاری از خطوط تولید:

• سرعت حکاکی لیزر فایبر بین ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر بر ثانیه است.
• دقت حکاکی تا ۱۰ میکرون ثبت شده است.
• امکان حک لوگو، بارکد، QRCode و متن در کسری از ثانیه وجود دارد.

زمانی که تولیدکنندگان به‌دنبال حکاکی صنعتی سریع هستند، ۸ از ۱۰ کارخانه سراغ فایبر می‌روند.

یکی از دلایل سرعت فوق‌العاده فایبر، عدم نیاز به تماس مکانیکی است. در نتیجه نه فرسایشی رخ می‌دهد، نه تنظیمات زمان‌بر، و نه افت کیفیت پس از چند هزار حک.

لیزر CO2؛ مناسب برای سرعت بالا روی غیرفلزات

برای محصولاتی مثل بسته‌بندی، تجهیزات الکترونیک، پلیمرهای مهندسی و ورق‌های چوبی، لیزر CO2 بسیار سریع‌تر از سایر روش‌ها عمل می‌کند.

سرعت حرکت اسکنر CO2 در برخی مدل‌ها به ۳۰۰۰ میلی‌متر بر ثانیه هم می‌رسد.

البته این فناوری برای فلزات مناسب نیست و بیشتر در بخش تولید لوازم خانگی، تبلیغات، قطعات پلاستیکی خودرو و صنایع بسته‌بندی کاربرد دارد. همان‌جایی که حکاکی باید در چند دهم ثانیه انجام شود.

حکاکی CNC؛ دقیق اما نه سریع

CNC شبیه یک قلم تراش مکانیکی عمل می‌کند. این روش برای حکاکی‌های عمیق، قالب‌سازی، الگوهای برجسته یا حکاکی روی فلزات سخت مناسب است؛ اما اگر هدف تولید انبوه و پرسرعت باشد، CNC انتخاب اول نیست.

• سرعت متوسط CNC در حکاکی بین ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر بر ثانیه است.
• تعویض ابزار و تنظیمات زمان‌بر دارد.
• دقت فوق‌العاده، اما سرعت پایین برای نشانه‌گذاری سری‌کاری.

بنابراین زمانی که پرسیده می‌شود حکاکی لیزر فایبر بهتر است یا CNC؟
پاسخ روشن است:
برای تولید انبوه، لیزر؛ برای حکاکی عمیق و قالب‌سازی، CNC.

بررسی حکاکی ضربه‌ ای؛ راهکار صنعتی برای محیط‌ های سخت

حکاکی ضربه‌ ای یا پین مارکینگ یکی از قدیمی‌ترین اما همچنان قدرتمندترین روش‌ها برای قطعات صنعتی است. در این روش، سوزن با سرعت بالا ضربه وارد می‌کند و نقطه‌به‌نقطه نوشته را شکل می‌دهد.

سرعت متوسط حکاکی ضربه‌ای:

• بین ۳۰ تا ۷۰ کاراکتر در دقیقه
• روی فلزات سخت تا استیل ۳۰۴
• مناسب محیط‌های پرسروصدا و پر گردوغبار

یکی از کاربردهای پرتقاضای امروزی، استفاده از دستگاه حکاکی ضربه ای راهکار تایید اصالت محصولات در تولید قطعات خودرو و ابزارآلات است. این سیستم‌ به دلیل دوام حک در محیط‌های سخت، در واحدهای کنترل کیفیت کاربرد گسترده‌ای دارد.

در مدل‌های جدیدتر، فناوری دستگاه حکاکی ضربه ای به روش مگنتیک توسعه یافته که امکان حک روی سطوح منحنی و قطعات سنگین را فراهم می‌کند.

حکاکی خراشی اسکرایب؛ ظرافت بی‌صدا برای تولیدات حساس

در بسیاری از صنایع، سروصدا یک مانع جدی است. همین مسئله باعث شده اسکرایب به‌عنوان یک روش بی‌صدا و دقیق وارد خطوط تولید شود.

دستگاه حکاکی خراشی اسکرایب بیصدا توانایی ایجاد خطوط پیوسته و بسیار صاف را دارد.
به همین خاطر:

• برای قطعات ظریف
• تجهیزات پزشکی
• لوازم خانگی
• محصولات لوکس

استفاده می‌شود.
سرعت اسکرایب از CNC بیشتر اما از فایبر کمتر است.

مقایسه سرعت روش‌های پرکاربرد در خط تولید

برای انتخاب بهترین روش حکاکی باید دید هدف خط تولید چیست:

اگر تولید انبوه باشد:

• فایبر بهترین گزینه
• ضربه‌ای مناسب محصولات محکم
• CO2 مناسب پلاستیک و بسته‌بندی

اگر تولید ترکیبی یا متوسط باشد:

• اسکرایب
• ضربه‌ای
• فایبر با توان متوسط

اگر عمق زیاد مهم باشد:

• CNC
• ضربه‌ای
• رول مارکینگ

اگر دقت ظاهری اولویت باشد:

• فایبر
• اسکرایب

سریع‌ترین روش حکاکی روی فلزات چیست؟

طبق داده‌های صنعتی سال ۲۰۲۴، سریع‌ترین روش حکاکی روی فلزات:

لیزر فایبر با اسکنر گالوو + پالس کوتاه

دلایل:

• سرعت ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر بر ثانیه
• عدم تأثیر سختی فلز
• قابلیت حک لوگو، QR، سریال، تاریخ
• بدون فرسایش و توقف
• مناسب برای تولید انبوه

این روش در صنایع زیادی از جمله خودرو، الکترونیک، پزشکی، ابزار دقیق و صنایع سنگین استفاده شده است. بسیاری از کارخانه‌ها گزارش داده‌اند که پس از جایگزینی روش‌های قدیمی با فایبر، سرعت خط تولید تا ۳۵ درصد افزایش یافته است.

حکاکی روی استیل و آلومینیوم با سرعت بالا

اگر محصول شما از جنس فولاد، استیل، آلومینیوم یا مس باشد، بهترین انتخاب برای حکاکی پرسرعت روی استیل و سایر فلزات، لیزر فایبر است.

این سیستم حتی در سرعت بالا نیز کیفیت حک را حفظ می‌کند.
در پروژه‌هایی که نیاز به نشانه‌گذاری QRCode دارند، فایبر تنها روشی است که خطا را نزدیک به صفر نگه می‌دارد.

یکی از چالش‌های رایج صنایع غذایی و دارویی، حکاکی روی استنلس استیل 304 بوده است. آزمایش‌ها نشان داده سرعت حکاکی لیزر فایبر روی این آلیاژ نسبت به روش ضربه‌ای، حدود ۴ برابر بیشتر است.

ارتباط سرعت حکاکی با تنظیمات لیزر

اگر لیزر به‌درستی تنظیم نشود، حتی قدرتمندترین دستگاه‌ها نیز نمی‌توانند سرعت مطلوب را ارائه دهند. پارامترهای کلیدی که روی سرعت اثر می‌گذارند شامل:

• فرکانس
• توان
• تعداد پاس
• عمق مورد نیاز
• فاصله کانون
• نوع میدان اسکن

در دستگاه‌های مدرن امکان انتخاب پروفایل آماده برای تنظیمات سرعت حکاکی لیزر وجود دارد. با این پروفایل‌ها می‌توان روی فلزات مختلف سرعت و دقت را هم‌زمان بهینه کرد.

یک مثال کاربردی واقعی

در یک کارخانه تولید قطعات خودرو، برای حک شماره سریال روی بدنه قطعات، ابتدا از سیستم ضربه‌ای استفاده می‌شد. زمان متوسط حک روی هر قطعه حدود ۹ ثانیه بود. پس از تغییر سیستم به لیزر فایبر، این زمان به ۲.۸ ثانیه کاهش پیدا کرد.

نتیجه:
در هر شیفت کاری، تولید روزانه حدود ۲۲۰۰ قطعه افزایش پیدا کرد.

این همان چیزی است که انتخاب درست فناوری می‌تواند به خط تولید اضافه کند.

کاربرد حکاکی روی فلز در صنایع مختلف

در بحث کاربرد حکاکی روی فلز ها از خودرو تا پزشکی و از بسته‌بندی تا تجهیزات صنعتی، تقریبا هیچ صنعتی وجود ندارد که به حکاکی نیاز نداشته باشد. در هر حوزه، سرعت مناسب براساس نوع محصول تعیین می‌شود و انتخاب تکنیک درست مستقیماً روی بهره‌وری اثر می‌گذارد.

چگونه سرعت خط تولید به تکنیک حکاکی وابسته می‌شود؟

هر خط تولید براساس نوع محصول، جنس قطعه، تعداد قطعات عبوری در دقیقه، و استانداردهای کیفی، یک ظرفیت مشخص دارد. سرعت حکاکی زمانی اهمیت پیدا می‌کند که قطعه فقط چند ثانیه فرصت عبور از جلوی هد حکاکی را داشته باشد.

در صنایع غذایی این زمان معمولاً کمتر از ۱ ثانیه است. در صنایع خودروسازی میانگین زمان مجاز بین ۳ تا ۵ ثانیه است. در خطوط تولید وسایل الکترونیکی سرعت‌ عبور قطعات حتی تا ۴۵ قطعه در دقیقه می‌رسد.

بنابراین انتخاب فناوری حکاکی سرعت بالا تعیین می‌کند که آیا تولیدکننده می‌تواند با نیاز بازار همگام شود یا خط تولید مدام متوقف خواهد شد.

بررسی کاربردی سرعت حکاکی لیزر فایبر در خطوط پرتیراژ

بسیاری از کارخانه‌ها از فایبر برای نشانه‌گذاری QRCode، بارکد، شماره سریال و لوگو روی فلزات استفاده می‌کنند. فایبر در سرعت‌های بالا به دلیل عدم تماس فیزیکی، مزیت‌های زیر را ایجاد می‌کند:

• عدم نیاز به تعمیرات روزانه
• کاهش مصرف قطعات یدکی
• ثابت ماندن کیفیت در تیراژهای چندصدهزاری
• حک سریع روی آلیاژهای مختلف فلزی
• زمان اجرای کمتر از ۲ ثانیه برای لوگوی کامل

اما نکته جذاب‌تر این است که فایبر تنها روشی است که حتی در سرعت بسیار بالا نیز دقت حک را از دست نمی‌دهد.

داده‌های صنعتی سال ۲۰۲۴ نشان می‌دهد که سرعت حکاکی لیزر فایبر روی آلومینیوم نسبت به فولاد حداقل ۴۰ درصد بیشتر است. دلیل آن هدایت حرارتی بالاتر آلومینیوم و نیاز کمتر به انرژی حرارتی است. به‌همین علت در صنایعی مثل تولید قطعات الکترونیکی، بدنه ابزار دقیق و تجهیزات سبکتر، فایبر بهترین انتخاب باقی می‌ماند.

سرعت حکاکی CO2؛ مناسب برای غیر فلزاتی که نیاز به نشانه‌گذاری دارند

در صنایع بسته‌بندی مواد غذایی، دارویی و بهداشتی معمولاً نیاز به درج تاریخ تولید، تاریخ انقضا و شماره سریال است. لیزر CO2 به دلیل طول موج خاص و توانایی برش و حک روی پلاستیک و پلیمرها، گزینه‌ای است که می‌تواند در چند میلی‌ثانیه یک تاریخ تولید کامل ایجاد کند.

در یک کارخانه تولید درب بطری، پس از استفاده از فناوری CO2، زمان حک هر درب از ۰.۳ ثانیه به ۰.۰۷ ثانیه کاهش یافت. این مسئله باعث رشد ۲۸ درصدی بهره‌وری شد.

CO2 در حوزه غیرفلزات تقریباً همیشه سریع‌ترین گزینه است. اما محدودیت اصلی این است که برای فلزات مناسب نیست.

آیا حکاکی CNC می‌تواند سریع باشد؟

با اینکه CNC از نظر دقت فوق‌العاده قوی است، اما اساساً بر پایه حرکت مکانیکی ابزار طراحی شده و ذاتاً محدود به سرعت حرکت محورهای دستگاه است. به‌دلیل همین ماهیت، CNC‌ها نمی‌توانند در دسته دستگاه حکاکی پرسرعت قرار گیرند.

با این حال، برای حکاکی عمیق روی قالب‌ها، قالب‌گیری پلاستیک، سطوح بزرگ و نشانه‌گذاری‌های خاص صنعتی، CNC همچنان نقش مهمی دارد.
در تولیدات با تیراژ پایین، CNC همچنان گزینه‌ای قابل اتکا است.

نقش حکاکی ضربه‌ای در سرعت‌دهی به تولید قطعات فلزی سخت

در بسیاری از صنایع سنگین، قطعاتی مثل شاسی‌ها، بلوک‌های موتور، رینگ‌های صنعتی یا قطعات ماشین‌آلات در معرض تنش، ضربه و حرارت هستند. در چنین شرایطی، لیزر همیشه گزینه اول نیست.

حکاکی ضربه‌ای یا پنوماتیک، روشی قدیمی اما امتحان‌پس‌داده است. سرعت آن متوسط است اما یک مزیت کلیدی دارد:
عمق حک ثابت حتی روی سخت‌ترین فلزات.

به همین دلیل بسیاری از کارخانه‌ها برای تایید هویت قطعات، از دستگاه حکاکی ضربه ای راهکار تایید اصالت محصولات استفاده می‌کنند. این مدل دستگاه‌ها در خطوط با حجم متوسط بهترین عملکرد را دارند و حتی در محیط‌های با لرزش بالا نیز دقت حک را حفظ می‌کنند.

در سال‌های اخیر مدل‌های جدیدتری معرفی شده‌اند که از میدان‌های مغناطیسی برای کنترل حرکت سوزن استفاده می‌کنند. در همین راستا، دستگاه حکاکی ضربه ای به روش مگنتیک می‌تواند روی سطوح گرد، داخلی، نامنظم و سنگین نتایج دقیق‌تری ارائه دهد.

سرعت متوسط مدل‌های مگنتیک حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد بیشتر از مدل‌های پین مارک معمولی است.

بررسی عملکرد حکاکی خراشی اسکرایب در خطوط تولید حساس

اسکرایب یک فناوری نسبتا جدیدتر برای خطوطی است که نیاز به بی‌صدایی و ظرافت دارند. این دستگاه‌ها از یک نوک الماسی برای ایجاد خطوط صاف روی فلز استفاده می‌کنند.

ویژگی‌های کلیدی:

• بی‌صدا بودن کامل دستگاه
• مناسب برای قطعات کوچک و حساس
• سرعت بالاتر نسبت به CNC
• عدم ایجاد لرزش در قطعه
• مناسب سیستم‌های کنترل کیفیت خودکار

بسیاری از تولیدکنندگان لوازم خانگی، قطعات تزئینی، تجهیزات پزشکی و FMCG از دستگاه حکاکی خراشی اسکرایب بیصدا استفاده می‌کنند.
در این بخش سرعت بسیار مهم است چون محصولات معمولاً نمای ظاهری دارند و کوچک‌ترین خط خوردگی باعث مرجوعی محصول می‌شود.

تفاوت سرعت بین حکاکی روی استیل، آلومینیوم و سایر فلزات

جنس قطعه نقش اساسی در انتخاب فناوری دارد.

بر اساس آزمایش‌های انجام‌شده در سال ۲۰۲۲:

• آلومینیوم → سریع‌ترین حک، زمان متوسط ۱.۲ ثانیه
• استیل ۳۰۴ → زمان متوسط ۲.۶ ثانیه
• فولاد کربنی → حدود ۲ تا ۳ ثانیه
• تیتانیوم → معمولاً بین ۳ تا ۵ ثانیه

هرچه چگالی و سختی فلز بیشتر باشد، زمان حک نیز افزایش پیدا می‌کند. فایبر کمترین تأثیر را از این ویژگی‌ها می‌گیرد.

نقش تیراژ در انتخاب تکنیک

هنگامی که تیراژ تولید بالاست، هر کسری از ثانیه هم اهمیت پیدا می‌کند. اگر تعداد قطعات تولیدی روزانه ۱۰ هزار عدد باشد، کاهش فقط یک ثانیه در هر حک، باعث صرفه‌جویی دو ساعت زمان کاری می‌شود.

برای خطوطی که تیراژ بیش از ۵ هزار قطعه در روز دارند:

• لیزر فایبر (گزینه اول)
• CO2 (برای غیرفلزات)
• اسکرایب (در صورت نیاز به ظرافت)

برای خطوطی که تیراژ بین ۱۰۰۰ تا ۵۰۰۰ قطعه دارند:

• فایبر متوسط
• ضربه‌ای مگنتیک
• رول مارکینگ

برای خطوطی با تیراژ کم:

• CNC
• ضربه‌ای معمولی
• اسکرایب

بررسی یک مثال صنعتی از انتخاب تکنیک صحیح

در یک مجموعه تولیدی تجهیزات نفت و گاز، نیاز به حکاکی روی فلزات بسیار سخت وجود داشت. روش‌های لیزری در برخی قسمت‌ها به دلیل زبری سطح عملکرد ضعیف‌تری ارائه می‌دادند. در این پروژه از شیوه اصلی حکاکی روی فلنج برای ایجاد کدهای شناسایی استفاده شد که ترکیبی از ضربه‌ای و اسکرایب بود. نتیجه کار، کاهش ۲۵ درصدی زمان توقف خط تولید بود.

این مثال نشان می‌دهد انتخاب تکنیک تنها به سرعت وابسته نیست؛ بلکه جنس و شکل قطعه نیز تعیین‌کننده است.

فناوری‌های جدید برای افزایش سرعت حکاکی

در سال ۲۰۲۳ سه فناوری جدید در صنعت حکاکی معرفی شد:

1. گالووهای فوق‌سریع ۴۵ کیلوهرتز
2. سیستم‌های لیزر با پالس‌های فوق‌کوتاه (MOPA)
3. موتورهای خطی با سرعت بالا برای اسکرایب

این سه فناوری توانستند میانگین زمان حک را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهند.

در میان آن‌ها، لیزر فایبر MOPA به دلیل کنترل دقیق بر پالس‌ها، بهترین عملکرد را روی فلزات سخت ارائه داده است.

حکاکی روی فلزات با تکنولوژی حک لیزری فلز

از زمانی که لیزرهای فایبر وارد دنیای صنعتی شدند، سرعت حک روی فلزات به شکلی چشمگیر افزایش یافت. مزیت اصلی آن‌ها ترکیب سرعت، کیفیت و دوام است. در حال حاضر اغلب کارخانه‌های بزرگ، واحدهای مارکینگ خود را با سیستم‌های فایبر جایگزین کرده‌اند.

انتخاب روش مناسب برای خطوط تولید پرتیراژ

اگر هدف تولید انبوه باشد، بهترین گزینه‌ها عبارتند از:

• لیزر فایبر (روی همه فلزات)
• CO2 (روی پلاستیک و پلیمر)
• اسکرایب (در صورت نیاز به ظرافت)
• ضربه‌ای مگنتیک (برای فلزات سخت)

این چهار روش در حال حاضر بیشترین سهم را در خطوط تولید پرسرعت دارند.

نتیجه‌گیری

سرعت امروز یکی از معیارهای اصلی موفقیت خطوط تولید است. هر مجموعه صنعتی برای پاسخ‌گویی به نیاز بازار و جلوگیری از توقف‌های غیرضروری، باید روشی را انتخاب کند که با جنس محصول، تیراژ تولید و استانداردهای کاری آن سازگار باشد.حک گستر با سالها تجربه در این زمینه کمک میکند تا با انتخاب درست تکنیک حکاکی را تا چند برابر بهره ور شوید، هزینه‌های نگهداری را کمتر و زمان تولید را کوتاه‌تر کند. شرکت‌هایی که فناوری مناسب را انتخاب می‌کنند، معمولاً در رقابت‌های صنعتی عملکرد قوی‌تری دارند و کیفیت خروجی پایدارتر خواهد بود