RU2481643C1

RU2481643C1 - Method for identification of material resources

Info

Publication number: RU2481643C1
Application number: RU2011136601/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Григорьянц; Владимир Дмитриевич Шкилев; Николай Павлович Мартынюк
Original assignee: Александр Григорьевич Григорьянц; Владимир Дмитриевич Шкилев; Николай Павлович Мартынюк
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2013-05-10
Also published as: RU2011136601A

Abstract

FIELD: information technologies.

SUBSTANCE: surface of an individual matrix is stochastically (uniquely) generated with continuous laser radiation. At the same time a discontinuous monolayer of a powder of a different size is applied on it, and radiation is carried out via an optically transparent pressing element and unevenly. An unpredictable set of particles location is entered into a data base, in particular, coordinates of areas that hardened after boiling.

EFFECT: wide variety of produced unreproducible matrices.

7 dwg

Description

Изобретение относится к области идентификации материальных ресурсов и может быть использовано для маркировки электропроводящих деталей, например, продукции проката, деталей транспортных средств, продукции машиностроения, авиастроения и т.д.The invention relates to the field of identification of material resources and can be used for marking electrically conductive parts, for example, rolled products, vehicle parts, engineering products, aircraft manufacturing, etc.

Известен способ установки идентификационной нанометки путем создания с изделием неразъемного соединения и формирования индивидуальной матрицы путем засыпания в нее ультрадисперсного порошка с последующим разогревом и его спеканием под давлением и нанесением на нее информационной сетки [1].There is a method of installing an identification nanometer by creating a permanent connection with the product and forming an individual matrix by pouring ultrafine powder into it, followed by heating and sintering it under pressure and applying an information grid to it [1].

Однако такой метод требует использования значительного количества ультрадисперсного порошка для засыпки конического уступа, требует применения больших давлений и значительных энергозатрат на разогрев всей идентификационной метки.However, this method requires the use of a significant amount of ultrafine powder to fill the conical ledge, requires the use of high pressures and significant energy consumption for heating the entire identification tag.

В качестве прототипа выбран способ идентификации электропроводящих материальных ресурсов, например, деталей транспортных средств, путем присвоения им идентификационного номера, нанесения информационной сетки и индивидуальной матрицы, созданной с помощью физического воздействия [2].As a prototype, a method for identifying electrically conductive material resources, for example, vehicle parts, was selected by assigning them an identification number, applying an information grid and an individual matrix created using physical impact [2].

Однако такое физическое воздействие, как электрический разряд не может обеспечить широкое разнообразие получаемых невоспроизводимых матриц, в частности не может обеспечить случайный разброс вскипания отдельных участков идентификационных меток.However, such a physical effect as an electric discharge cannot provide a wide variety of obtained irreproducible matrices, in particular, cannot provide a random spread of boiling of individual sections of identification marks.

Предлагаемый способ идентификации электропроводящих материальных ресурсов, например, деталей транспортных средств, основан на установке идентификационной метки, присвоения ей идентификационного номера, нанесения информационной сетки и индивидуальной матрицы, созданной с помощью физического воздействия.The proposed method for identifying electrically conductive material resources, for example, vehicle parts, is based on setting an identification tag, assigning it an identification number, applying an information grid and an individual matrix created by physical action.

Особенность предлагаемого способа заключается в том, что поверхность индивидуальной матрицы стохастично (неповторимо) сканируют лазерным непрерывным излучением с плотностью потока излучения от 10⁴ до 10⁷ Вт/см².A feature of the proposed method is that the surface of an individual matrix is stochastically (unique) scanned by continuous-wave laser radiation with a radiation flux density of 10 ⁴ to 10 ⁷ W / cm ² .

К другим особенностям можно отнести то, что поверхность индивидуальной матрицы полируют и в базу данных вносят структуру сформированного под действием лазерного излучения слоя, что на индивидуальную матрицу наносят несплошной монослой порошка разного размера, а матрицу облучают лазерным излучением через оптически прозрачный прижимной элемент, а в базу данных вносят непредсказуемый набор расположения частиц, что индивидуальную матрицу сканируют неравномерно, доводя отдельные участки до режима вскипания, а в базу данных заносят координаты застывших после вскипания участков.Other features include the fact that the surface of the individual matrix is polished and the structure of the layer formed by the action of laser radiation is added to the database, that a non-continuous powder monolayer of different sizes is applied to the individual matrix, and the matrix is irradiated with laser radiation through an optically transparent pressure element, and to the base an unpredictable set of particle arrangement is introduced that the individual matrix is scanned unevenly, bringing individual sections to the boiling mode, and the coordinate is entered into the database Nata frozen after boiling sites.

На рис.1 изображен материальный ресурс 1 с меткой 2, имеющей цифровой код 3, информационную сетку 4 и идентификационные признаки 5.Fig. 1 shows a material resource 1 with a label 2 having a digital code 3, an information grid 4 and identification signs 5.

На рис.2 схематично изображено устройство, обеспечивающее идентификацию электропроводящих материальных ресурсов. Оно содержит материальный ресурс 1 с неразъемно установленной идентификационной меткой 2. Метка 2 имеет идентификационный номер 3, информационную сетку 4 и индивидуальную матрицу 5. Над меткой установлен лазер 6 с блоком управления 7. Лазер установлен с возможностью неравномерного сканирования лазерным лучом 8 поверхности матрицы 5. Лазер 6 снабжен регулируемой оптической системой 9.Fig. 2 schematically shows a device that provides identification of electrically conductive material resources. It contains a material resource 1 with an all-in-one identification mark 2. Label 2 has an identification number 3, an information grid 4 and an individual matrix 5. A laser 6 with a control unit 7 is installed above the mark. The laser is installed with the possibility of uneven scanning by the laser beam 8 of the surface of the matrix 5. The laser 6 is equipped with an adjustable optical system 9.

На рис.3 показана отдельно идентификационная метка 2, у которой цифровой код 3, информационная сетка 4 с нанесенной индивидуальной матрицей 5, расположены в ряд.Figure 3 shows separately the identification tag 2, in which the digital code 3, the information grid 4 with the individual matrix 5 applied, are arranged in a row.

На рис.4 условно показан режим, при котором матрицу 5 облучают лазерным излучением 8 через оптически прозрачный прижимной элемент 10.Figure 4 conditionally shows the mode in which the matrix 5 is irradiated with laser radiation 8 through an optically transparent pressure element 10.

Работает предлагаемый способ следующим образом. На идентификационную метку 2 наносят гравировочными или иглоударными инструментами индивидуальный цифровой код 3 и фрезерным станком информационную сетку 4. После чего на информационной сетке 4 формируют индивидуальную матрицу 5. Формирование матрицы 5 осуществляется лазерным излучением 8. Для этого с помощью бока управления 7 добиваются неравномерного сканирования матрицы с плотностью потока излучения от 10⁴до 10⁷ Вт/см². Это может быть реализовано как смещением лазера 6, так и перемещением в пространстве оптической системы 9.The proposed method works as follows. An individual digital code 3 is applied to the identification mark 2 with engraving or needle-punched tools and an information grid is formed by the milling machine 4. After that, an individual matrix 5 is formed on the information grid 4. The matrix 5 is formed by laser radiation 8. For this, using the control side 7, an uneven scanning of the matrix is achieved with a radiation flux density of from 10 ⁴ to 10 ⁷ W / cm ² . This can be realized both by displacement of the laser 6, and by displacement in the space of the optical system 9.

Возможны несколько технологических вариантов формирования матрицы 5.Several technological options for the formation of matrix 5 are possible.

Вариант первый - информационная сетка обрабатывается плотностью потока излучения от 10⁴ до 5·10⁵ Вт/см². После чего матрицу 5 полируют и в базу данных вносят структуру сформированного под действием лазерного излучения слоя. Возникшие под действием лазерного излучения включения в поверхностном слое (Рис.5) носят индивидуальный характер, что служит информационной защитой цифрового кода 3.Option one - the information grid is processed by a radiation flux density of 10 ⁴ to 5 · 10 ⁵ W / cm ² . After that, the matrix 5 is polished and the structure of the layer formed under the action of laser radiation is entered into the database. The inclusions arising under the action of laser radiation in the surface layer (Fig. 5) are individual in nature, which serves as information protection for digital code 3.

Вариант второй - матрицу 5 не полируют, а на нее (матрицу 5) наносят несплошной монослой порошка разного размера, а матрицу облучают лазерным излучением с плотностью потока излучения от 10⁵ до 10⁶ Вт/см² (Рис.6) через оптически прозрачный прижимной элемент 10, а в базу данных вносят непредсказуемый набор расположения частиц, приваренных к поверхности информационной сетки 4. В этом варианте сама матрица 5 формируется за счёт приваренных частиц порошка разного размера (а при необходимости, и разных цветов). После чего прижимной элемент 10 снимается и при необходимости (для защиты от агрессивных сред) заменяется на прозрачную эмаль, образующую единое неразъемное целое с матрицей 5. Эмаль в этом случае выполняет и другое предназначение, фиксирует даже слабо закрепленные частицы. Слабо закрепленные частицы могут возникать из-за низкой температуры и из-за использования смеси порошков, составленных из материалов с разными температурами плавления. При наличии на матрице 100-120 частиц, количество возможных комбинаций превышает мировое производство всех материальных ресурсов из металла.Option two - matrix 5 is not polished, and a non-continuous powder monolayer of different sizes is applied to it (matrix 5), and the matrix is irradiated with laser radiation with a radiation flux density of 10 ⁵ to 10 ⁶ W / cm ² (Fig. ⁶ ) through an optically transparent pressure clamp element 10, and an unpredictable set of arrangement of particles welded to the surface of information grid 4 is entered into the database. In this embodiment, matrix 5 itself is formed by welded powder particles of different sizes (and, if necessary, different colors). After that, the pressing element 10 is removed and, if necessary (to protect against aggressive environments) is replaced by a transparent enamel, forming a single integral part with the matrix 5. In this case, the enamel also fulfills another purpose, it fixes even loosely fixed particles. Weakly fixed particles can occur due to the low temperature and due to the use of a mixture of powders composed of materials with different melting points. If there are 100-120 particles on the matrix, the number of possible combinations exceeds the world production of all material resources from metal.

Третий вариант - реализуется при плотности потока излучения от 5·10⁵до 10⁷ Вт/см². Индивидуальную матрицу 5 сканируют неравномерно, доводя отдельные участки до режима вскипания, а в базу данных заносят координаты застывших после вскипания участков (Рис.7). В этом варианте идентификации может быть реализована с помощью даже единственного застывшего после вскипания участка. Это объясняется тем, что застывший после вскипания участок обладает множество идентификационных признаков (общей индивидуальной структурой участка, его координат на информационной сетке 4, застывших потеков, наличием застывших капель и т.д.)The third option is implemented at a radiation flux density of 5 · 10 ⁵ to 10 ⁷ W / cm ² . Individual matrix 5 is scanned unevenly, bringing individual sections to the boiling mode, and the coordinates of the areas frozen after boiling are entered into the database (Fig. 7). In this variant of identification, it can be realized with the help of even a single frozen section after boiling. This is explained by the fact that the area that has frozen after boiling up has a lot of identification features (the general individual structure of the site, its coordinates on the information grid 4, frozen streaks, the presence of frozen drops, etc.)

Возможны и варианты, когда часть матрицы обрабатывается в одном режиме, а другая часть - в другом из вышеперечисленных. Чем более разнообразнее получаются матрицы 5, тем надежнее информационная защита цифрового кода 3, а следовательно, и надежность процесса идентификации материального ресурса 1.Variants are also possible when part of the matrix is processed in one mode, and the other part in another of the above. The more diverse the matrices 5 are obtained, the more reliable is the information protection of digital code 3, and, consequently, the reliability of the process of identifying material resource 1.

После формирования матрицы 5 метку 2 с идентификационным номером 3, матрицей 5 вносят в одну из ячеек базы данных. Поиск в базе данных осуществляется по идентификационному номеру, а возможность перебивки номера полностью исключается за счет индивидуальной матрицы. Процесс идентификации завершается после полного совпадения матрицы на ресурсе 1 и соответствующей ей матрицы в базе данных.After the formation of matrix 5, label 2 with identification number 3, matrix 5 is entered into one of the cells in the database. A search in the database is carried out by the identification number, and the possibility of interrupting the number is completely excluded due to the individual matrix. The identification process ends after the matrix on resource 1 completely matches and the corresponding matrix in the database.

Учитывая тот факт, что и идентификационные номера 3 можно наносить на метку с помощью лазерного гравера, предложенная технология обладает существенными преимуществами перед остальными.Given the fact that identification numbers 3 can also be applied to the label using a laser engraver, the proposed technology has significant advantages over the others.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Республики Молдова №39631. Patent of the Republic of Moldova No. 3963

2. Патент Республики Молдова №33892. Patent of the Republic of Moldova No. 3389

Claims

A method for identifying electrically conductive material resources, for example, vehicle parts, by installing an identification tag on the part, assigning it an identification number, applying an information grid and an individual matrix created by physical action, characterized in that the surface of the individual matrix is stochastically (unique) formed by a laser continuous radiation, and after the formation of the surface of an individual matrix, it is polished and the structure of Under the action of laser radiation of the layer, a non-continuous monolayer of powder of different sizes is applied to the individual matrix, while the matrix is irradiated with laser radiation through an optically transparent pressure element, and an unpredictable set of particle arrangement is added to the database, and the individual matrix is processed unevenly, bringing individual sections to the mode boiling, and the coordinates of the areas frozen after boiling are entered into the database.