Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Е. И. Пряхин, заведующий кафедрой материаловедения и технологии художественных изделий (МиТХИ), профессор, докт. техн. наук, эл. почта: e.p.mazernbc@yandex.ru

Е. Ю. Жданова, аспирант кафедры МиТХИ, эл. почта: ivan.grey.90@mail.ru
Д. М. Шарапова, доцент кафедры МиТХИ, эл. почта: sharapova_dm@pers.spmi.ru

А. Ю. Дранова, аспирант кафедры МиТХИ, эл. почта: s225020@stud.spmi.ru

Рассмотрено использование пленочных материалов для лазерной маркировки химически стойких этикеток. Эти этикетки приклеивают к изделию, они являются несъемными, разрушаясь при попытке переклеивания, что обеспечивает защиту от фальсификации информации. Данная технология предпочтительнее прямой лазерной маркировки на изделии, так как позволяет избежать ухудшения качества маркировки из-за коррозии или высоких температур. Новые композитные пленочные материалы для использования в лазерной маркировке ответственных изделий в машиностроительной и металлургической отраслях промышленности, работающих в условиях агрессивных сред и высоких температур. Предложены клеящиеся высокотемпературные пленочные материалы, а также материал для маркировки раскаленных изделий с применением пристрелочного пистолета. Представлены исследования температурной и химической стойкости пленок для лазерной маркировки в различных условиях эксплуатации. Изучены образцы пленок, нанесенные на стальные пластины 10Х18Н9, которые затем нагревали до определенных температур и проверяли на стабильность маркировки. Приведено исследование качества лазерной маркировки, которое обеспечивают разработанные пленки. В ходе работы пленки обработали на волоконной лазерной системе, после чего провели сравнение с качеством изображения на полимерных лазерных пленках. Оценили химическую стойкость пленок после взаимодействия с агрессивной средой через разные промежутки времени. Образцы проверяли на их внешний вид и контрастность маркировки. Результаты исследований могут быть полезны для разработки технологий лазерной маркировки в машиностроительной и металлургической отраслях.

1. Troshina E. Yu., Alkhimova V. A. Temperature resistance of laser films in mechanical engineering marking. Innovations and development prospects of mining engineering and electromechanics: IPDME-2021: VIII International scientific and practical conference. Collection of abstracts. St. Petersburg, April 22–23, 2021. St. Petersburg Mining University, 2021. pp. 128–131.
2. Wang Y. J. et al. Polymer pressure-sensitive adhesive with a temperature-insensitive loss factor operating under water and oil. Advanced Functional Materials. 2021. Vol. 31, Iss. 48. 2104296. DOI: 10.1002/adfm.202104296
3. Yankov P. New type of laser-marked security label. Optics and Photonics for Counterterrorism and Crime Fighting II. SPIE. 2006. Vol. 6402. pp. 158–162. DOI: 10.1117/12.689732
4. Desavale S. et al. Direct part marking (DPM) supported by additively manufactured tags to improve the traceability of castings. IFIP International Conference on Advances in Production Management Systems. 2022. pp. 244–251. DOI: 10.1007/978-3-031-16407-1_29
5. Zhang L. et al. A study of laser direct-part marking of 2D code on the aviation aluminum alloy part. Advanced Laser Processing and Manufacturing IV. SPIE. 2020. Vol. 11546. pp. 67–77. DOI: 10.1142/S0217979220502665
6. Ganzulenko O. Y., Petkova A. P. Energy efficiency of the linear rack drive for sucker rod pumping units. Journal of Mining Institute. 2023. Vol. 261. pp. 325–338.
7. Shibanov D. A., Ivanov S. L., Sheshukova E. I., Nedashkovskaya E. S. Efficiency of operation of a quarry excavator as an ergatic system. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2023. No. 11-1. pp. 144–158. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_144
8. Klevtsov V. A., Timofeev D. Y., Khalimonenko A. D. Improved design of manufacturing processes for mining machines: basing concepts. Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43, Iss. 11. pp. 1367–1375. DOI: 10.3103/S1068798X23110151
9. Shpenst V. A., Belsky A. A., Orel E. A. Improving the efficiency of autonomous electrical complex with renewable energy sources by means of adaptive regulation of its operating modes. Journal of Mining Institute. 2023. Vol. 261. pp. 479–492.
10. Bazhin V. Y., Issa B. Influence of heat treatment on the microstructure of steel coils of a heating tube furnace. Journal of Mining Institute. 2021. Vol. 249. pp. 393–400. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.8
11. Gromyka D. S., Gogolinskiy K. V. Method of state and residual resource assessment of excavator bucket tooth caps. Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022. Vol. 58. Iss. 5. pp. 381–390. DOI: 10.1134/S1061830922050035
12. Agüloğlu S. et al. Denture barcoding: a new horizon. British Dental Journal. 2009. Vol. 11, Iss. 206. pp. 589–590. DOI: 10.1038/sj.bdj.2009.477
13. Syrkov A. G., Yachmenova L. A. Features of obtaining metallurgical products in the solid-state hydride synthesis conditions. Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 256. pp. 651–662. DOI: 10.31897/PMI.2022.25
14. Rudaya L. I., Shamanin V. V., Lebedeva G. K. et. al. Laser-sensitive polymer coatings. Patent RF, No. 2522604. Applied: 08.08.2012. Published: 20.07.2014.
15. Elokhin V. A., Gotlib V. A., Vladimirov F. L. et. al. Multilayer polymer material for laser engraving and method of production thereof. Patent RF, No. 2736080. Applied: 10.12.2019. Published: 11.11.2020.
16. Ge J. et al. Automatic recognition of hot spray marking dot-matrix characters for steel-slab industry. Journal of Intelligent Manufacturing. 2023. Vol. 34. pp. 869–884. DOI: 10.1007/s10845-021-01830-y
17. Aloev V. Z., Zhirikova Z. M., Aloev K. V., Tarchokova M. A. Algorithm for calculating the temperature resources of polymeric materials. Izvestiya Kabardino-Balkarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universieteta imeni V. M. Kokova. 2021. No. 1. pp. 39–43.
18. Pashkova T. V., Aleksandrov A. I., Esina M. G., Khongorova O. V. Analysis of the possibility of creating thermally stable polymer films of some phenyl benzoates based on the structure of their low-molecular compounds to ensure safety in technological processes. Sovremennye problemy grazhdanskoy zashchity. 2020. No. 4 (37). pp. 118–125.
19. Panina K. S., Danilov E. A., Kurganova Yu. A. Composite materials based on modified organosilicon binder for use as thermal protection. MashTech 2022. Innovative technologies, equipment and material security in mechanical engineering. 2022. pp. 244–246.
20. Shitov R. O., Butuzov A. V. Industrial organosilicon resins (review). Part 1. Trudy VIAM. 2023. No. 2 (120). pp. 3–19.
21. Eshmurodov Kh. E. et al. Obtaining and studying modified glyphthalic resins with organosilicon compound. Universum: tekhnicheskie nauki. 2020. No. 12-5 (81). pp. 4–8.
22. Kaymanov M. R. Obtaining a ceramic material based on inorganic polymers with a calcium phosphate filler. Actual issues of chemical engineering and environmental protection: Proceedings of the IX All-Russian conference dedicated to the 55^th anniversary of the Chuvash State University named after I. N. Ulyanov, Cheboksary, December 01–02, 2022. Cheboksary: Chuvash State University named after I. N. Ulyanov. 2022. pp. 186–187.
23. Shaulov A. Yu., Vladimirov L. V., Grachev A. V. et al. Inorganic and hybrid polymers and composites. Khimicheskaya fizika. 2020. Vol. 39. No. 1. pp. 75–82. DOI: 10.31857/S0207401X2001015X
24. Kraynova D. A., Saetova N. S., Polyakova I. G., Kuzmin A. V. Physicochemical properties and stability of aluminosilicate glass sealants for SOFC. Glass: Science and Practice (GlasSP2021): Proceedings of the Third Russian Conference with International Participation, St. Petersburg, September 13–17, 2021. I. V. Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences. St. Petersburg: LEMA, 2021. pp. 63–64.
25. Pompeev K. P. et al. Analysis, topology modification and modeling of the laser head casing taking into account the capabilities of additive equipment. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2021. Vol. 1753, Iss. 1. 012037. DOI: 10.1088/1742-6596/1753/1/012037
26. Yurevich V. I. et al. Successful starting point selection for two-mirror meniscus scanner optimization for laser machining. Optical Engineering. 2019. Vol. 58. Iss. 1. 015109. DOI: 10.1117/1.OE.58.1.015109
27. Mikhaylov S. B., Gorny S. G., Zhukov N. V. Efficiency of metal ablation by a scanning beam of pulsed radiation of a Yb:YAG fiber laser of nanosecond duration. Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2021. No. 3. pp. 5–23. DOI: 10.30791/0015-3214-2021-3-5-23
28. Amiaga J. et al. Laser oxide reduction during multipass relief forming on carbon steel surface. Optical and Quantum Electronics. 2023. Vol. 55. Iss. 6. 522. DOI: 10.1007/s11082-023-04688-x
29. Vedin D. E. Study of laser films for marking for chemical resistance in aggressive and neutral environments. Problems of the mineral resource complex through the eyes of young scientists: collection of articles of the II Scientific Seminar of students, St. Petersburg, March 15, 2024. St. Petersburg: St. Petersburg Mining University, 2024. pp. 36-40.
30. Konchus D. A. et al. Temperature influence on readability of the QR-code on titanium alloy. Key Engineering Materials. 2022. Vol. 909. pp. 54–59. DOI: 10.4028/p-4hhoi9
31. Pryakhin E. I., Troshina E. Yu. Composite film material. Patent RF, No. 2808809. Applied: 26.06.2023. Published: 05.12.2023.
33. Pryakhin E. I., Pribytkova D. A. The influence of the quality of surface preparation of pipes for heating networks on their corrosion resistance during operation in underground conditions. Chernye Metally. 2023. No. 11. pp. 97–102.
33. Alekseev V. I., Barakhtin B. К., Zhukov A. S. Chemical heterogeneity as a factor of improving the strength of steels manufactured by selective laser melting technology. Journal of Mining Institute. 2020. Vol. 242. p. 191. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.191
34. Amiaga J. V. et al. Groove formation on metal substrates by nanosecond laser removal of melted material. Metally. 2021. Vol. 11. Iss. 12. pp. 20–26. DOI: 10.3390/met11122026