Technik

Barcodes – wenn Striche punkten

Produktidentifikation | Barcodes zählen zu den kosteneffizientesten Lösungen, um Verpackungen mit wechselnden Informationen und veränderbaren Daten zu kodieren. Angesichts der fortlaufenden Veränderung der Barcode-Daten und der daraus resultierenden höchsten Anpassungsfrequenz des Drucklayouts erweist sich der Inkjetdruck als die präziseste und variabelste Kennzeichnungstechnik.

Die schmalen schwarzen Streifen sind in unserer Einkaufs- und Produktwelt allgegenwärtig: Es gibt heute kaum eine Verpackung, Preisschild oder Etikett, das nicht mit einem mehrere Zentimeter breiten Strichcode ausgestattet wäre, der einen Piepton auslöst, wenn er an der Kasse gescannt wird. Rund 60 Jahre alt ist die Entwicklung, maschinell lesbare Codes zu generieren, die Aufschluss über die Herkunft, Machart, Serie, Charge, Preis und viele weitere Informationen zur Produktidentifikation geben. Vorreiter waren große Supermarktketten in den USA und der Schweiz, die mit den kombinierten Zahlenreihen die gesamte Warenlogistik revolutioniert haben.

Heute sind hunderte unterschiedliche Barcode-Typen weltweit im Einsatz. Die Vielfalt in der Barcode-Technologie ist je nach Anwendungsgebiet sehr groß und steigt weiter an. Sie reicht von normalen Strichcodes wie den EAN-Barcodes bis hin zu 2D-Datamatrix Codes, bei denen sich in der Kombination von Strichen oder Punkten mehr Nutzinformationen pro Flächeneinheit unterbringen lässt. Barcodes gehören nach wie vor zu den kostengünstigsten Lösungen zur Markierung und Kodierung von Verpackungen und Produkten mit veränderbaren Daten und häufig wechselnden Informationen. Hand in Hand geht damit der Trend, immer mehr Daten technologisch in einen Barcode packen zu können. Mit ein Grund dafür ist, dass die rechtlichen Vorgaben eine Vielzahl an unterschiedlichen Kodierungen und Markierungen fordern. In Frankreich müssen zum Beispiel seit 2010 alle Pharmaverpackungen dreizeilig kodiert sein.

Der Barcode muss auf einer kontrastreichen, spiegelfreien Fläche gedruckt werden, um gut lesbar zu sein. Schlecht sind Verschmutzungen oder eine schlechte Druckqualität, die ihn unbrauchbar machen können. Zu den gebräuchlichsten Barcodes zählen 1D-Barcodes (mehrstellige Strichcodes) und 2D-Barcodes (Pixelbild) wie etwa der QR-Code und Datamatrix. 2D-Barcodes können über Fehlerkorrekturdaten verfügen, um Fehllesungen selbständig zu korrigieren. Der große Vorteil der 2D-Datamatrix-Codes liegt darin, dass sie einhundert Mal mehr Informationen und Daten abbilden können als ein 1D-Barcode. Laut Berechnungen von Atlantic Zeiser können auf einer etwa 7 mal 7 Zentimeter großen Datamatrix-Fläche bis zu 88 Ziffern bzw. 64 untergebracht werden. Möglich macht dies der Delta105-Druckkopf, der bei einer Auflösung von 600 x 600 dpi und einem Tropfendurchmesser von nur 65 mm extrem feine Zeichen exakt und randscharf wiedergeben kann. Mit Hilfe des hochauflösenden Inkjetdrucks sind Haltbarkeits- und Ablaufdaten, Serien- und Produktnummern sowie umfassende Herstellerinformationen auf kleinstem Raum darzustellen und auszulesen. Der industrielle Digitaldruck bietet die geforderte Qualität auf unterschiedlichsten Substraten, um die Daten und Informationen lesbar auf ein Produkt, Etikett oder eine Verpackung aufzubringen.

Datensicherheit steht im Vordergrund
Allerdings stoßen diese Identifikationsmerkmale auch an Grenzen. Der offene Zugang für jeden birgt ein Sicherheitsrisiko. Die Codes lassen sich einfach kopieren und auslesen. Abhilfe schaffen hier Verschlüsselungsmöglichkeiten, um die Sicherheit zu gewährleisten. Eine Möglichkeit ist, Zusatzinformationen mit Hilfe der Application Identifier zu den entsprechenden Produkte darzustellen. Darunter versteht man die Segmentierung des gesamten Barcodes. Das heißt, die ersten zehn Ziffern beinhalten etwa den Identcode der ausgezeichneten Ware, die nächsten zehn Ziffern das Verfallsdatum etc.

Gerade in Zeiten der leider wachsenden Produktpiraterie sind Lösungen zum Fälschungsschutz und zur Produktrückverfolgung das Gebot der Stunde. Erst vor kurzem hat Atlantic Zeiser mit dem Track & Trace-Modul eine neue Technologie auf den Markt gebracht, mit der Nutzer alle gängigen Produktrückverfolgungs-Codes auf Verpackungen aufbringen und überprüfen können. Zu den Codes zählen GS1 sowie numerische 1D- und 2D- Barcodes, über die mit Hilfe eines optischen Prüfsystems die Zulässigkeit der Verpackung und des Produkts online überprüft werden. In einem Prozessschritt lesen Kameras automatisch die Daten der jeweiligen Codes aus und verifizieren diese in Echtzeit durch einen Abgleich mit den hinterlegten Referenzdaten.

Lösungen wie diese bieten Verpackungsunternehmen darüber hinaus ein Maximum an Flexibilität in der Late Stage Customization, der Datenanpassung und des Drucks zum spätest möglichen Zeitpunkt des bestehenden Produktionsprozesses. Das maximiert die Maschinenverfügbarkeit der gesamten Verpackungsanlage. Bei einem fehlerhaften Code, der nicht mit den zugeordneten Referenzdaten übereinstimmt, wirft ein Mechanismus die entsprechende Verpackung oder das Produkt aus und schreibt den zugehörigen Code des Fehldrucks in eine Log-Datei. Nach Abschluss des Druckvorgangs einer Charge schließt sich der Druck der aussortierten und ausgeworfenen Verpackungen aus der Log-Datei in einem anschließenden Druckvorgang automatisch an.

Alternative RFID-Chips
Eine stark wachsende Alternative ist die Produktidentifikation mit RFID-Chips (Radio Frequency Identification Device), die nicht nur in der Warenlogistik sondern auch im Passwesen zum Einsatz kommen. Unter den Aspekten der Sicherheit und des Datenvolumens ist RFID sicher die Zukunftstechnologie. In Sachen Kosteneffizienz ist und bleibt der Barcode immer noch die günstigste Methode. Zudem hat die RFID Technologie in der Handhabe noch Defizite. So muss in Warenlagern ein maximaler Leseabstand vorhanden sein, um Zeitersparnisse beim Erfassen von weiter entfernten Produkten auf Paletten zu gewährleisten. Atlantic Zeiser setzt ebenfalls auf diese Zukunftstechnologie und hat innerhalb seiner Kartensysteme das Programmieren und Beschreiben von RFID-Chips in seine Systemlösungen bereits integriert.

Der DoD (Drop-on-Demand) Inkjet-Digitaldruck ist dann erste Wahl, wenn Druckaufträge mit personalisierten Angaben oder variablen Inhalten wie Nummern oder Barcodes nachgefragt werden, und der Auftrag auch noch innerhalb einer sehr kurzen Lieferzeit gefertigt werden muss. In den Bereichen Produktkennzeichnung, Etikettierung und Verpackung zählen der Laser-, der Thermotransfer- und der Inkjetdruck zu den gebräuchlichsten Digitaldrucktechniken. Hierbei zeigen sich beim Laser- und Thermotransferdruck systembedingte Nachteile. Beim Laser sind teilweise aufwendige Sicherheitsbestimmungen, die benötigte Absaugung und unscharfe Druckkontraste zu beachten. Gegen den Thermotransferdruck sprechen die Folgekosten und die begrenzten Oberflächenhaftungseigenschaften auf anspruchsvollen Substraten. Aus diesen Gründen kristallisiert sich mehr und mehr der Inkjetdruck als das zukunftsfähigste Verfahren heraus.

Für den Druck von Barcodes spricht beim Inkjetdruck eine Reihe von Vorteilen. Er erreicht höchste Qualitäten bei Schriftarten bis zu 2 Punkt. Der Digitaldruck eröffnet die Möglichkeit, während des Druckvorgangs durch Kameraprüfsysteme eine hundertprozentige Qualitätsprüfung durch Rücklesbarkeit zu realisieren und garantiert so eine Null-Fehlerrate in der Produktion.

Ohne den Digitaldruck wäre das Late Stage Customization nicht möglich, da lange Rüst- und Vorbereitungszeiten komplett entfallen. So ist der industrielle Digitaldruck das Maß der Kosteneffizienz beim Aufbringen von Prüfmerkmalen, wie der Barcode die kostengünstigste Lösung für die maschinelle Produktidentifizierung ist.

Dank der Fortschritte der UV-Inkjetdrucktechnik ist es möglich, nahezu jede Oberfläche einer Verpackung, eines Produkts oder eines Etiketts zu bedrucken. Atlantic Zeiser hat Tinten entwickelt, die zuverlässig und dauerhaft auf Karton, Plastik, Kunststoff, Metall und sogar Glas haften. Die von Atlantic Zeiser eingesetzten Drop-on-Demand Druckköpfe eignen sich hervorragend für den Einsatz dieser UV-Tinten, da die Düsen nicht eintrocknen und die Tinte erst anschließend unter UV-Licht aushärtet. Neben der hohen Oberflächenhaftung und Kratzfestigkeit zeichnen sich UV-härtende Tinten zudem durch eine hohe Lichtstabilität aus.

 

Über die Firma
Atlantic Zeiser GmbH
Emmingen
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