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Des machines de plus en plus rapides

Guide réalisé par Christian Guyard
- Le marquage des objets est une composante essentielle de la traçabilité. Il se fait plus discret tout en étant plus informatif et automatisé.

Marquer pour reconnaître et identifier. L'industrialisation croissante des processus, le développement de la chaîne logistique accompagné du raccourcissement des temps, le besoin d'identification - immédiat ou différé -, d'authentification (problème de la contrefaçon), sans parler de la diversité des supports matériels ont profondément structuré l'activité de marquage. Il répond également très souvent à des obligations réglementaires et à des normes, et crée des habitudes chez le client (impact visuel).

Le marquage et son corollaire la lecture font partie intégrante de la traçabilité. Mais il déborde cette préoccupation de traçabilité : repérage, appariement de pièces. D'où une grande variété de technologies.

Altération ou recouvrement de la surface

Nous nous intéressons dans ce dossier au marquage sur un objet (pièce unitaire ou emballage primaire) et sur les emballages secondaires et palettes, incluant l'étiquetage. Le marquage purement décoratif n'entre pas dans le cadre de ce dossier, mais l'on constate chez les fabricants des offres mélangeant identification et décoration à des fins de marketing.

Lorsqu'un obet est marqué, sa surface est plus ou moins "altérée" : déformée, creusée, embossée par un poinçon dans la frappe, de manière moins forte par la micropercussion, rayée par une pointe, arrachée par un rayon laser plus ou moins violent, brûlée par un stylet, voire simplement effleurée, ou légèrement oxydée par un tampon d'électrolyse.

La surface peut également être recouverte par une encre au contact ou à distance, un point de peinture ou une étiquette. L'opération de marquage s'effectue aussi bien à la main, avec un outillage spécifique, qu'avec une machine mobile ou par une unité dédiée intégrée à une chaîne de production, à l'arrêt ou à la volée. Toutes les technologies, même les plus récentes, sont utilisées de la sorte.

Associer marquage et systèmes GPAO

De fait, on constate une certaine division du marché et les technologies ne sont pas trop concurrentes : un marquage industriel pour les pièces "mécaniques" qui sont "gravées" (micropercussion, rayage, laser, électrolytique) et un marquage par impression directe par jet d'encre ou dépose d'étiquettes imprimées à la demande, bien souvent avec des codes-barres une dimension, qui s'adresse aux autres produits (alimentaire, pharmacie, etc.), qui touche l'objet unitaire, les emballages secondaires et tertiaires (palettisation).

Le marquage laser a donné naissance à de nombreuses machines réalisées par des assembleurs puisque le nombre de fabricants de sources n'est pas très grand. Le choix CO2 ou YAG est fonction du besoin de performances et des matériaux. Des essais sont donc indispensables pour s'assurer de la compatibilité de la matière et du procédé par laser et de l'adéquation au besoin. Les constructeurs et intégrateurs sont parvenus à mettre au point des machines très fiables. Le guidage par fibre optique permet ainsi de déporter les sources, le marquage peut alors s'effectuer même dans des conditions difficiles (sur chaîne).

Comme le soulignent Jérôme Bourgeois, de Technifor, mais aussi Thierry Lenoir, de Sic Marking, la demande pour du marquage laser sur pièces métalliques pour l'automobile et l'aéronautique est forte et s'accompagne d'une poussée du Data Matrix (code-barres à deux dimensions). Ce qui conduit les fabricants de machines de marquage vers une offre de lecture. En traditionnel, le rayage est demandé pour son faible niveau sonore (la législation sur le bruit se durcit).

Le marquage par jet d'encre peut être continu ou pulsé (dod : dot on demand). Les têtes piézo- électriques peuvent compter jusqu'à 500 buses en parallèle. Les vitesses de défilement sont très élevées. On trouve, là aussi, une écriture matricielle ou vectorielle.

Globalement, comme l'indique Stéphanie Ferreira, de Matthews, les imprimantes ont gagné en convivialité et en robustesse, et le coût des consommables a été réduit (récupération d'encre, minigouttes). Bernard Deuil, d'Imaje, confirme les progrès des encres et souligne une tendance : la location mensuelle des imprimantes, incluant la maintenance et les consommables. C'est une externalisation de l'impression qui devient ainsi une simple charge d'exploitation.

Une évolution certaine et globale pour tous les systèmes de marquage, la connexion de plus en plus grande entre les machines de marquage et le système GPAO des entreprises. Les données créées par l'un alimentent l'autre et réciproquement.

L'ESSENTIEL

- Marquage sans contact C'est le domaine des lasers et du jet d'encre, souvent à grande cadence. - Marquage au contact avec une grande diversité de moyens mécaniques, chimiques... d'encrages divers, sans oublier la dépose d'étiquettes. > Sur tous types de supports : métaux, cartons, matières plastiques, minéraux. > Discrets ou très visibles en tailles très variables, du millimètre ou moins au décimètre selon le but recherché. > De plus en plus informatifs. - L'arrivée du système Data Matrix (code-barres 2D) bouleverse le marquage traditionnel par l'importance du contenu informatif.

LES TECHNOLOGIES

1. Marquage laser > Deux types de lasers sont utilisés, le CO2 et le YAG, selon la nature des matériaux à marquer. Les progrès du YAG en font un outil très polyvalent. Inscription indélébile et inaltérable. Deux systèmes d'écriture sont possibles : matriciel et vectoriel. 2. Jet d'encre > Technologie très versatile, avec possibilité de générer des inscriptions de tailles très diverses rapidement. Les encres sont très variées pour répondre à différents critères (support, visibilité...) 3. Percussion et micropercussion > Utilisée essentiellement sur les pièces métalliques puisque l'on déforme la matière localement. La micropercussion représente un progrès par la finesse du caractère ou du motif écrit. C'est le procédé de choix pour toutes les pièces mécaniques. La micropercussion s'adapte au Data Matrix. 4. Rayage > Comme la micropercussion, c'est une écriture liée à une commande numérique. Utilisé sur les métaux et plastiques, ce procédé réduit fortement le bruit en atelier. 5. À base d'encre au contact > Plusieurs techniques dans ce domaine : la sérigraphie qui nécessite la réalisation d'un écran, la tampographie qui nécessite un tampon spécifique, le film transfert déposé à chaud qui utilise une "encre" solide sous forme de ruban. Dans tous les cas, utilisation de consommables et d'outils spécifiques du marquage. 6. Marquage à chaud > Convient pour le marquage des matières plastiques, du bois, du cuir, de tissus, etc. C'est le marquage direct. Le marquage indirect utilise une encre sous forme de ruban (cf. point précédent). 7. Méthodes spécifiques > Il existe d'autres méthodes très ciblées comme l'électrochimie qui utilise une réaction d'électrolyse locale pour définir des caractères et même du Data Matrix, le brunissage sur certains types de métaux, le roulage, etc. Le marquage électrochimique est indépendant de la dureté du support (y compris carbure).

LES CRITÈRES DE CHOIX

Les questions à se poser avant d'investir Marquage à usage interne ou en interaction avec les clients ? - S'insérant dans une logique de traçabilité, donc de relation client-fournisseur, le choix du marquage sera généralement l'objet de discussions pour l'adéquation avec les souhaits du donneur d'ordres. Le choix peut alors se restreindre. Matériau à marquer/durabilité - Quelle est la durée de vie du marquage ? - Le matériau peut-il accepter une légère altération de surface ou pas ? - Interaction support/encre ? Vitesse - Entre le besoin d'un marquage manuel sur quelques pièces et le marquage au défilé sur chaîne de production, le temps de marquage n'a pas la même valeur. - Côté vitesse, le laser est champion toutes catégories. Ambiance du marquage - Poussières, surfaces grasses, vibrations, variations de températures... le dispositif de marquage peut être mis à rude épreuve. - Dans le cas des procédés avec dépôt d'encre, la nature de celle-ci est critique pour que l'inscription reste de qualité.

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