技術コラム Column

部品そのものにQRコードやDataMatrixを刻むダイレクトパーツマーキング（DPM）は、ラベルがはがれる心配がなく、部品の一生を追跡できる方法です。一方で、鋳肌や梨地、曲面のように表面の状態が悪い部品では、刻印はできても「読めない」ことがあります。この記事では、表面の状態ごとに読み取りにくくなる理由と、刻印側・読み取り側でできる対策、品質を評価する考え方を整理します。

ダイレクトパーツマーキング（DPM）とは

DPMは、ラベルやプレートを貼るのではなく、部品の表面にレーザーなどで直接コードを刻む方法です。部品と表示が一体なので、はがれや貼り間違いが起きません。自動車部品、医療機器、航空宇宙、工作機械などで、生産履歴を部品単位で追跡するトレーサビリティの手段として使われています。

DPMで使われるコードは、小さな面積に収めやすいDataMatrixが主流ですが、QRコードが指定されることもあります。DataMatrixの仕組みはDataMatrix（データマトリックス）とは、工作機械での活用は部材へのダイレクトマーキングとはで紹介しています。

DPMのメリットとデメリット

メリット

• はがれない・貼り間違えない：部品と表示が一体になる
• 省スペース：数mm角のスペースに個体番号を入れられる
• 耐久性：油、洗浄、熱に強く、部品の寿命まで表示を残しやすい
• ラベルが不要：ラベルの在庫や貼り付け工程をなくせる

デメリット

• 表面の状態に読み取りやすさが左右される
• 刻印したら書き換えられない
• 金属の反射で、一般的なリーダーでは読みにくいことがある
• 部品ごとに刻印位置や条件の検討が必要になる

デメリットの多くは、刻印の前に表面の状態と読み取り方法を確認しておくことで回避できます。

表面の状態別｜読み取りにくくなる理由と対策

鋳肌（鋳物の表面）

鋳物の表面はざらつきと凹凸が大きく、セルの形が崩れたり、凹凸の影がノイズになったりします。刻印した部分と地の明暗差もつきにくい表面です。

• 刻印する範囲だけを、あらかじめ平滑にする（レーザーや機械加工による下地処理）
• セルを大きめに設計し、凹凸の影響を相対的に小さくする
• 図面の段階で、刻印位置を機械加工面に設定できないか検討する

梨地・ブラスト面

細かな凹凸が光を乱反射するため、刻印した部分との明暗差が小さくなります。白っぽく見える表面に、薄い刻印が埋もれてしまうことがあります。

• レーザーの条件を調整して、刻印部分を十分に黒くする、または深く彫る
• 刻印範囲だけ表面を整えてから刻印する
• 拡散照明（ドーム照明）を持つリーダーで、乱反射の影響を抑える

鏡面・研磨面

表面が光を正反射するため、リーダーの照明が写り込み、コードが白飛びしたり真っ黒に見えたりします。

• リーダーを少し傾けて、照明の写り込みを避ける
• 暗視野照明（低い角度から当てる照明）を持つリーダーを使う
• 刻印部分を黒くするマーキングで、明暗差を確保する

曲面（シャフト・パイプなど）

円筒の面に刻んだコードは、端に行くほど遠ざかって見え、セルの形が歪みます。直径が小さいほど影響は大きくなります。

• 直径に対してコードを大きくしすぎない
• 長方形タイプのDataMatrixを、軸方向に長く配置する
• リーダーの向きを円筒の軸に合わせて読む

機械加工面（切削痕のある面）

旋盤やフライスの加工痕が筋状に残っていると、筋の向きによって光の反射が変わり、読み取りが不安定になります。刻印前に加工痕の向きと深さを確認し、必要に応じて刻印範囲を整えます。

刻印側でできる3つの工夫

1. セルの大きさを読み取り側に合わせる：現場で使うリーダーと読み取り距離から逆算する。小さく刻めることと、現場で読めることは別の問題
2. 明暗差の出る刻印方法を選ぶ：ステンレスは黒色マーキング、黒アルマイトのアルミは皮膜除去で白く、表面の荒い材料は深彫りなど、素材に合わせて方法を変える
3. 余白を確保する：部品の縁、穴、他の刻印文字がコードの周りに入り込まないよう、刻印位置を設計段階で決めておく

素材ごとのマーキングの違いは金属へのレーザーマーキング、マーキングが薄くなる原因はレーザーマーキングが消える原因と対策5選で解説しています。

読み取り品質を評価する考え方

DPMでは、「今日読めた」だけでなく、どの程度余裕を持って読めるかを評価することが大切です。金属への直接刻印については、読み取り品質を評価するための国際的なガイドライン（ISO/IEC TR 29158、通称AIM DPM）があり、専用の検証機でコントラスト、セルの欠け、歪み、余白などを測定し、AからFの等級で判定します。

取引先から等級の指定がある場合は、刻印条件を決める段階で検証方法と合格ラインを確認しておきます。指定がない場合でも、現場で使うリーダーで試し刻印を読み、読み取りの安定性を確かめてから量産に進めると安心です。

刻印したコードがどれくらいの期間読めるかは、摩耗や腐食の条件で変わります。耐久性の考え方は刻印したQRコードは何年読めるかをご覧ください。

DPMを導入する前のチェックリスト

• コードの種類（DataMatrix・QRコード）と格納するデータは決まっているか
• 取引先からの規格・等級・データ形式の指定はあるか
• 刻印する面の材質と表面の状態（鋳肌・梨地・鏡面・曲面）は把握しているか
• 刻印位置に、コードと余白が収まるスペースがあるか
• 現場で使うリーダーと読み取り距離は決まっているか
• 刻印のあとに、塗装・めっき・熱処理などの工程がないか

刻印後の塗装やめっき、熱処理は、コードの明暗差を大きく変えることがあります。工程の順番も含めて検討することが、読めないトラブルを防ぐ近道です。

富山プレートの部品への2次元コード刻印

富山プレートでは、ファイバーレーザーを使い、お客様からお預かりした部品や材料にQRコードやDataMatrixを直接刻印しています。ステンレス、アルミなどの素材と表面の状態に合わせて刻印条件を調整し、1個からの試し刻印にも対応しています。

• 試し刻印で、お客様の現場のリーダーで読めるかを確認してから量産
• Excelの一覧表から、1個ずつ内容の違うシリアル番号を刻印
• 部品への直接刻印が難しい場合は、刻印したプレートを取り付ける方法もご提案

部品への刻印サービスは支給材への刻印サービス、プレートで対応する場合はQRコードプレート製作のページをご覧ください。図面や部品の写真をお送りいただければ、刻印位置と方法をご提案します。お気軽にお問い合わせください。