Código Data Matrix: O que é, como difere do QR Code e como o marcar em 7 metais

Por Rex Hang,Diretor Consultor Especialista da HeatSign · Mais de 10 anos em sinalização industrial · LinkedIn

Um funcionário digitaliza o pequeno código Data Matrix quadrado numa peça de aço. O leitor da loja lê-o num segundo. Em seguida, o cliente verifica a mesma peça com um verificador, um dispositivo que classifica os códigos de barras de A a F. É-lhe atribuída uma classificação D.

Um Data Matrix é um pequeno código de barras quadrado, semelhante a um código QR, feito para componentes. Pode ter apenas 2 a 3 mm de largura. Mesmo com cerca de 30% da sua área danificada, continua a ser legível.

Mas um código que passe na linha de leitura pode ainda ser reprovado numa auditoria. Três fatores determinam isso: o material, o tamanho do código e a ferramenta utilizada para o verificar. Este guia aborda os três, além de como marcar um Data Matrix em 7 metais comuns.

O que é um código Data Matrix?

Um Data Matrix é um código 2D quadrado ou retangular. Armazena até 2.335 letras ou 3.116 dígitos numa grelha de pequenos quadrados pretos e brancos. Continua a ser legível mesmo com cerca de 30% do código danificado. Quase todos os componentes atuais utilizam a versão denominada ECC 200.

Data Matrix ou código QR: qual deles é mais adequado para uma peça?

Utilize o código Data Matrix nas peças. Tem 2 a 3 mm de largura, necessita apenas de uma borda em branco e é o código utilizado nas normas militares (MIL-STD-130), aeroespaciais (AS9132) e de dispositivos médicos (UDI, o ID único do dispositivo). Utilize um código QR quando o público o for digitalizar com um telemóvel. Neste caso, são necessários cerca de 20 mm.

A margem em branco importa mais do que as pessoas imaginam. Um código QR necessita de quatro células de espaço vazio de cada lado. Num pequeno parêntesis recto, esta margem por si só pode ocupar mais espaço do que uma matriz de dados inteira.

Um código QR comporta mais dados em tamanho real: até 4.296 letras. Mas um número de peça, uma data e um número de série precisam de 20 a 40 caracteres. Um Data Matrix armazena tudo isto num código do tamanho de um grão de arroz.

A regra é simples: se uma máquina lê, use Data Matrix; se uma pessoa com um telemóvel lê, use QR Code.

Como identificar uma matriz de dados e saber se corresponde ao formato ECC 200?

Procure um “L” sólido ao longo de duas arestas. Um código QR possui três quadrados nos cantos. Em seguida, verifique a célula do canto superior direito. No ECC 200, é sempre clara, e o número de linhas e colunas é sempre par. Os códigos ECC 000–140 mais antigos falham ambas as verificações.

Cada matriz de dados tem quatro partes:

Porquê preocupar-se com o ECC 200? Porque todas as normas modernas se referem ao ECC 200 quando mencionam "Data Matrix". Isto inclui a MIL-STD-130, a AS9132, a FDA UDI e a GS1 (o organismo global de normalização de códigos de barras). As versões mais antigas só existem em sistemas obsoletos.

Qual a quantidade de dados que cabem e qual deve ser o tamanho do código Data Matrix numa peça?

Um número de série de 14 caracteres cabe num código Data Matrix de aproximadamente 16 × 16 células. Multiplique pelo tamanho da célula para obter o tamanho do código: com células de 0,25 mm, o código tem cerca de 4 mm de largura. A norma MIL-STD-130 permite células de 0,19 a 0,635 mm. Em peças fundidas em bruto, utilize células de 0,4 mm ou mais.

A memória ECC 200 está disponível em tamanhos fixos. Existem 24 tamanhos quadrados, de 10 × 10 a 144 × 144 células. Existem também 6 tamanhos longos e estreitos, de 8 × 18 a 16 × 48 células, para espaços estreitos como um eixo ou um cabo. O software seleciona o tamanho mais pequeno adequado para os seus dados.

A questão mais importante é o tamanho da célula. A regra é a seguinte: cada célula deve ser maior do que as saliências na superfície. Se a superfície for rugosa, o observador não conseguirá distinguir uma célula de uma saliência.

Para componentes militares, mantenha-se dentro do MIL-STD-130 : células de 0,19 a 0,635 mm (0,0075 a 0,025 polegadas) e o código inteiro não superior a 25 mm (1 polegada) quadrados.

Um exemplo rápido. Uma carcaça fundida precisa de conter 20 caracteres. Isto cabe num código de 16 × 16 células. Com 0,45 mm por célula, a largura é de aproximadamente 7 mm, mais uma fina orla em branco. A maioria das carcaças tem esta quantidade de espaço plano se planear antes da fabricação do molde.

Como marcar uma matriz de dados em peças de aço, alumínio, latão e fundidas?

Escolha o método adequado à superfície. O laser de fibra é indicado para aço maquinado, aço inoxidável e alumínio sem tratamento térmico. O laser MOPA escurece o alumínio anodizado. O jato de areia por pontos é adequado para peças fundidas, com escamas ou oleosas, e peças que serão posteriormente sujeitas a temperaturas superiores a 200 °C. As peças fundidas com acabamento bruto necessitam de uma etapa de limpeza ou de células maiores.

Laser de fibra ou micropuncionamento: qual a diferença?

• Marcação a laser de fibra. Um feixe de laser altera a camada superficial do metal. Pode aquecê-la até ficar negra (processo chamado recozimento) ou queimar uma pequena parte dela (gravação). Isto resulta em células nítidas e de alto contraste. Funciona melhor em metal limpo e liso.
• Marcação por micropuncionamento. Um pino de carboneto duro atinge a peça e deixa uma fileira de pequenas marcas. Cada marca corresponde a uma célula. As marcas são profundas, resistindo à tinta, à abrasão e ao calor. São identificadas pela sombra, não pela cor.

Que método funciona em que metal?

Eis como fazemos a correspondência com os materiais da nossa sala de amostras:

O que torna um código Data Matrix gravado por micropercussão legível?

A norma aeroespacial AS9132 verifica três aspetos nos códigos Data Matrix impressos por micropuncionamento:

Por que máquina deve começar?

Para a maioria das plantas, uma destas três opções resolve o problema:

Laser de fibra de mesa, 20–50 W.Para aço maquinado, aço inoxidável e alumínio sem revestimento. Codifica os dados Data Matrix com precisão, mesmo em células pequenas. 1.950–5.000 dólares.Ver máquina →Laser de fibra MOPA, 30–100 W.Para marcas pretas em alumínio anodizado e peças finas que não se podem deformar. 2.500–6.500 dólares.Ver máquina →Máquina de micropuncionamento elétrica de mesa. Não necessita de compressor de ar. Para peças fundidas, com escamas ou oleosas, com ecrã táctil integrado. 1.900–2.900 dólares.Ver máquina →

Compare todos os modelos nas nossas de marcadores a laser de fibra e máquinas de micropuncionamento .

Será que o código Data Matrix vai resistir à tinta, ao jato de areia e ao calor?

Depende da forma como o código foi criado. Uma marca de recozimento a laser desaparece acima de aproximadamente 200 °C. A jateamento abrasivo desgasta as células superficiais, pelo que as células maiores de 0,6 mm resistem melhor. A tinta e o zinco preenchem as células pequenas. A gravação a laser profunda ou o jato de areia por pontos resistem à maioria dos processos de pós-processamento.

Porque é que um código Data Matrix é lido corretamente na linha de produção, mas falha a auditoria do cliente?

Um leitor de código de barras necessita de ler o código apenas uma vez. Um auditor classifica-o de A a F de acordo com a norma ISO/IEC 29158, e muitos clientes solicitam a classificação C ou superior. A classificação da marcação de uma peça com base na norma ISO/IEC 15415, a norma para etiquetas impressas, pode reprovar os códigos válidos.

"O código é lido" e "o código é aprovado" são duas coisas diferentes. Um scanner tenta várias vezes até conseguir ler o código. Um verificador mede o código: contraste, tamanho das células, esquadro da grelha e outros fatores. A nota final é a mais baixa dessas pontuações. Um único ponto fraco é suficiente para a reprovação.

O motivo mais comum que observamos para uma nota grave é a marcação demasiado rápida. A alta velocidade, os espelhos laser sofrem um pequeno desvio, fazendo com que a grelha se estique numa direção. Os verificadores chamam-lhe não uniformidade axial (NUA). Na nossa experiência, reduzir a velocidade do laser em 10 a 20% geralmente eleva um código da nota C para a nota B.

Se o seu cliente auditar códigos Data Matrix, pode adicionar um verificador online após o laser. Verifica cada peça. Se um código tiver uma classificação C ou inferior, a linha pára e a peça é novamente marcada.

Para conhecer as regras completas de classificação, leia como funciona a classificação ISO 29158.Para saber quais as máquinas que podem classificar as suas peças, consulte a secção sobre como escolher uma máquina de marcação Data Matrix.

Precisa de um código Data Matrix que passe na auditoria do seu cliente?

Informe-nos a peça, o material e a especificação que o seu cliente necessita. A nossa equipa de vendas enviará a configuração correta da máquina e um orçamento completo, com portes incluídos.

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Como ler um código Data Matrix?

Utilize a ferramenta certa para cada tarefa. Uma aplicação de telemóvel lê códigos de barras e códigos QR impressos. Um leitor industrial com luz inclinada ou suave lê códigos gravados em metal. Um verificador classifica o código de acordo com a norma ISO/IEC 29158. Os códigos Data Matrix gravados em metal não têm tinta, pelo que os telemóveis falham frequentemente a sua leitura.

Por que razão os telemóveis falham? Um código Data Matrix gravado por micropuncionamento não é mais do que marcas em metal exposto. Só aparece quando a luz incide lateralmente, criando sombras nas marcas. Um telemóvel ilumina a peça pela frente, fazendo com que as marcas desapareçam. Os leitores industriais utilizam luz lateral ou luz suave e uniforme exatamente por este motivo.

Perguntas frequentes

Marcação com Data Matrix: Por onde começar?

A maioria das falhas nos códigos Data Matrix que vemos não se deve a um problema no código em si, mas sim a um problema de planeamento. Alguém escolheu primeiro a máquina e depois descobriu que a peça era fundida sob pressão, ou que tinha sido danificada por jato de areia, ou que tinha sido classificada por um verificador.

Assim, trabalhe nesta ordem. Primeiro, o material e o que acontece à peça após a marcação. Depois, o tamanho da célula. Em seguida, o método. Por último, a classificação que o seu cliente verifica.

Se já conhece a peça e a especificação do seu cliente, envie-nos ambas. Nós diremos qual o método e o tamanho da célula a usar.