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Produktpiraten unter Druck

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Firma ZEISS wollen künftig statt mit gängigen 2D-Strukturen wie Hologrammen mit 3D-gedruckten Mikrostrukturen die Fälschungssicherheit von Produkten erhöhen.

03.11.2017
KIT_3D_Mikrodruck
KIT_3D_Mikrodruck

Nicht nur Geldscheine und sensible Dokumente, sondern vor allem auch zahlreiche Produkte werden mit Sicherheitsmerkmalen vor Fälschungen geschützt. Schließlich können die Verluste durch Produkt- und Markenpiraterie Existenz bedrohend sein. Doch der aktuelle Schutz ist oft nicht ausreichend. Allein für das Jahr 2016 schätzt der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) die Schäden in seiner Branche auf 7,3 Milliarden Euro. Diese Zahl zeigt, dass im Kampf gegen Produktpiraten der Druck deutlich erhöht werden muss, beispielsweise mit einer neuen Technologie, die Forscher des KIT und der Firma Zeiss jetzt vorgestellt haben: 3D-gedruckte Mikrostrukturen.

"Heutzutage basieren optische Sicherheitsmerkmale, zum Beispiel Hologramme, häufig auf zweidimensionalen Mikrostrukturen", erläutert Professor Martin Wegener. Der Experte für 3D-Druck von Mikrostrukturen am Institut für Nanotechnologie des KIT empfiehlt jedoch eine moderne Alternative: "Durch die Verwendung von 3D-gedruckten fluoreszierenden Mikrostrukturen kann die Fälschungssicherheit erhöht werden." Mit einer Seitenlänge von rund 100 Mikrometern sind die neuen Sicherheitsmerkmale mit dem bloßen Auge und selbst mit einem konventionellen Mikroskop kaum noch zu erkennen. Wegener und sein Team entwickelten für die Herstellung und Anwendung der neuen Sicherheitsmerkmale ein innovatives Verfahren, das vom Aufbau der Mikrostrukturen bis hin zum Auslesen der Informationen den gesamten Prozess umfassen soll. Die Mikrostrukturen bestehen aus einem 3D-Stützgitter und Punkten, die in unterschiedlichen Farben fluoreszieren und innerhalb dieses Gitters variabel in drei Dimensionen angeordnet werden können. Ein schnelles und präzises Laserlithographie-Gerät von der Firma Nanoscribe - ein Spinoff des KIT - soll die Mikrostrukturen aufbauen und drucken. Schicht für Schicht baut der spezielle 3D-Drucker die Strukturen aus einem nicht fluoreszierenden und zwei fluoreszierenden Fotolacken auf. Ein Laserstrahl durchfährt dabei sehr präzise Punkte im flüssigen Fotolack. Lediglich exakt am Fokuspunkt des Laserstrahls wird das Material belichtet und härtet aus. Die so geschaffene filigrane Struktur wird dann in ein transparentes Polymer eingebettet, um sie vor Schäden zu schützen.

"Auf diese Weise produzierte Sicherheitsmerkmale sind nicht nur individuell aufgebaut, sondern auch komplex in der Herstellung. Dies alles macht Fälschern das Leben schwer", erklärt Frederik Mayer vom Institut für Nanotechnologie des KIT. Das neue Verfahren soll zudem leicht erweiterbar und vielfältig anwendbar sein. Die 3D-Merkmale könnten beispielsweise in die Sichtfenster von Geldscheinen integriert werden oder als eingebettete Folie in Sicherheitsetiketten zum Einsatz kommen, die unter anderem Pharmazeutika, Autoersatzteile oder Handy-Akkus vor Fälschungen schützen. Die Echtheit wäre dann mit speziellen Auslesegeräten, die in der Lage sind, fluoreszierende 3D-Strukturen zu erkennen, zu überprüfen.

Karlsruher Institut für Technologie (D-76131 Karlsruhe)
Website: http://www.kit.edu

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