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Sicherheit für Produkte, Pässe und Geld

Auf Produkten oder Produkt­­ver­packungen können Sicherheitsmerkmale wie 3D-gedruckte Mikrostrukturen vor Fälschungen und Produktpiraterie schützen
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Fluoreszierende 3D-Strukturen als Sicherheitsmerkmale: Die Verluste durch Produkt- und Markenpiraterie können enorm sein: Der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau beziffert allein für seine Branche die entstandenen Schäden für das Jahr 2016 auf 7,3 Milliarden Euro. Um die Fälschungssicherheit zu erhöhen, schlagen Forscher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und des Unternehmens Zeiss in der Fachzeitschrift ›Advanced Ma­terials Technologies‹ nun vor, auf 3D-gedruckte Mikrostrukturen zu setzen.

 

»Heute basieren optische Sicherheitsmerkmale, zum Beispiel Hologramme, häufig auf zweidimensionalen Mikrostrukturen«, erklärt Professor Martin Wegener, Experte für 3D-Druck von Mikrostrukturen am Institut für Nanotechnologie des KIT. »Durch die Verwendung von 3D-gedruckten fluoreszierenden Mikrostrukturen kann die Fälschungssicherheit erhöht werden.« Die neuen Sicherheitsmerkmale haben eine Seitenlänge von rund 100 µm und sind mit dem bloßen Auge oder einem herkömmlichen Mikroskop kaum noch zu erkennen. Für ihre Herstellung und Anwendung haben Wegener und sein Team ein Verfahren entwickelt, das vom Aufbau der Mikrostrukturen bis hin zum Auslesen der Informationen den gesamten Prozess umfasst.

 

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. Um solche Mikrostrukturen aufbauen und drucken zu können, bedienen sich die Experten eines Laser­lithografie-Geräts des Unternehmens Nanoscribe.

 

Der spezielle 3D-Drucker baut die Strukturen Schicht für Schicht aus einem nicht fluoreszierenden und zwei fluoreszierenden Fotolacken auf. Dabei durchfährt ein Laserstrahl präzise Punkte im flüssigen Fotolack. Lediglich genau am Fokuspunkt des Laserstrahls wird das Material belichtet und härtet aus. Die dabei entstehende filigrane Struktur wird anschließend in ein transparentes Polymer eingebettet, das sie vor Schäden schützen soll. »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.

 

Institut
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
76131 Karlsruhe
Tel. +49 721 608-0
info[at]kit.edu
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