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14:58 10.09.2018
Das Laser-Laboratorium Göttingen e.V. hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich ein Hologramm mit z.B. dem Firmenlogo direkt auf einen Verschluss aufbringen lässt. v.l: Jan-Hendrik Klein-Wiele und Frederick Kleinwart im Versuchslabor. Quelle: Christina Hinzmann
Göttingen

„Schillernde, schwer nachzuahmende Markierungen finden sich seit Jahren auf Produkten, die Hersteller gegen Fälschungen schützen wollen“, berichtet Peter Simon, der zuständige Abteilungsleiter beim Laser-Laboratorium. Bisher würden die Markierungen in der Regel aufgeklebt. Beim neuen Verfahren ließen sich solche je nach Blickwinkel bunt schillernden Nanostrukturen unmittelbar auf Kunststoffteile aufbringen.

„Wir erzeugen dazu auf den Werkzeugen, mit denen Spritzgussteile hergestellt werden, ein Relief“, erläutert Projektleiter Jan-Hendrik Klein-Wiele. So würde die Struktur bereits beim Gießen entstehen. Dadurch falle der Produktionsschritt des Aufklebens fort, was Zeit und damit Geld spare. Die Markierung sei zudem Teil des Produkts, was Fälschungen zusätzlich erschwere.

Ultrakurzpulslaser

„Die Herausforderung besteht darin, ein sehr feines Relief zu erzeugen, das sich gut abformt, mindestens eine Million Spritzgussvorgänge übersteht und zugleich bei unterschiedlichen Kunststoffmischungen funktioniert“, führt der Physiker Klein-Wiele aus. Die Werkzeuge seien aus gehärtetem Metall. Das Relief werde mit sogenannten Ultrakurzpulslasern aufgebracht. Deren Laserpulse blitzen nur für Pico- oder Femtosekunden auf.

„Das sind extrem kurze Zeiten“, erklärt Projektmitarbeiter Frederick Kleinwort. Zum Vergleich: Ein Lichtstrahl bewege sich innerhalb von 1,3 Sekunden vom Mond zur Erde. Innerhalb einer Picosekunde lege das Licht die Entfernung von der Dicke einer Visitenkarte zurück. Eine Femtosekunde sei 1000 Mal kürzer. „Bei längeren Laserpulsen schmilzt das Metall auf und zerstört die feinen Strukturen“, ergänzt Abteilungsleiter Simon.

„Die Reliefs auf den Werkzeugen lassen sich auch durch ein lithographisches Verfahren erzeugen“, sagt Projektleiter Klein-Wiele. Dieser chemische Ätzprozess sei aber aufwendiger und belaste die Umwelt.

„Verwendung finden sollen die Markierungen auf den Behältnissen für Kosmetika, Nahrungsmittel oder Pharmazeutika“, kündigt Klein-Wiele an. Produktpiraterie erzeuge jährlich Schäden in Höhe vieler Milliarden Euro. Neben der Sicherheit stellten die auffälligen Markierungen auch ein Designelement dar.

Schweizer High-Tech-Unternehmensgruppe U-NICA

„Wir beschäftigen uns seit mehr als zehn Jahren mit solchen Nanostrukturen“, berichtet Abteilungsleiter Simon. Seit 2010 halte das LLG auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung ein Patent. Seit fünf Jahren befassten sie sich mit dem Aufbringen der Markierungen auf Kunststoffteilen. Drei Jahre lang habe sie das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung gefördert. Mehrere Firmen, darunter die Schweizer High-Tech-Unternehmensgruppe U-NICA, die Sicherheitslösungen des Produkt- und Markenschutz anbiete. Das LLG arbeite mit ihr seit vielen Jahren zusammen.

„Wir suchen für unsere Technik neue Anwendungsfelder“, kündigt Projektleiter Klein-Wiele an. So wollten sie solche Sicherheitsmarkierungen auf Glas aufbringen. Sie prüften, ob sich die Oberflächen von Implantaten so verändern ließen, dass Gewebe besser oder auch schlechter anwachse. Oberflächen könnten wasserabweisend oder wasseranziehend gemacht werden. Auch die Reibungseigenschaften ließen sich durch die Nanostrukturen verändern. Bei Maschinen sollten bewegliche Teile möglichst wenig Reibung erzeugen, um die Energieeffizienz zu verbessern. Bei Teilen, die verfugt würden, sei Reibung dagegen erwünscht.

Von Michael Caspar

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