Piratenjagd per Laser

Auf 30 Milliarden Euro jährlich schätzt der Deutsche Industrie- und Handelskammertag den volkswirtschaftlichen Schaden durch Produktpiraterie in Deutschland. Eine neue laserholographische Produktkennzeichnung soll Fälschern von Industrieprodukten künftig das Handwerk legen.

21. August 2012

„Gefälschte Produkte sind weltweit ein großes Thema“, erklärt Yves Rausch von 3D-Micromac, die das neue Verfahren erstmals auf der internationalen Fachmesse Lasys in Stuttgart vorstellte. Betroffen sind alle Industriezweige. „Inzwischen wird alles kopiert. Die Palette reicht von kompletten Maschinen bis zu den Bauteilen“, bestätigt Rainer Glatz vom Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbauer. Nach der neuesten Untersuchung des VDMA beträgt der geschätzte Schaden für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau 7,9 Milliarden Euro jährlich. Das bedeutet einen Anstieg um 24 Prozent gegenüber der letzten Umfrage von 2010. Mehr als zwei Drittel der Unternehmen sind von Produkt- oder Markenpiraterie betroffen. Ein Umsatz in der Schadenshöhe würde der Branche knapp 37.000 Arbeitsplätze sichern. Die Ware wird kostengünstig nachgebaut, doch zum Originalpreis verkauft. Die Käufer wissen nicht, dass es sich um minderwertige Nachbildungen handelt. Vor allem bei sicherheitsrelevanten Bauteilen können die Folgen verheerend sein.

„Neben den Umsatzrückgängen und dem Verlust von Marktanteilen kommen schwer zu bewertende Folgen, wie Imageverlust, Verlust des Marktvorsprungs oder Regressanforderungen hinzu“, so Rausch. Dabei kommen die Raubkopien nicht nur aus China. Die beiden Weltmarktführer SKF und die Schaeffler-Gruppe zerstörten beispielsweise 40 Tonnen gefälschte Wälzlager im Wert von etwa acht Millionen Euro in Franken.

Um die hohen Sicherheitsstanddarts im Automobilbau, der Luft- und Raumfahrttechnik sowie der Medizintechnik zu gewährleisten, wird die Originalität und Nachverfolgbarkeit von Produkten immer wichtiger. Je nach Produkt, Markt und Kundenwunsch bieten ausgeklügelte Verfahren verschiedene Lösungen an.

„Eine wichtiger Schutzmaßnahme sind eindeutige Kennzeichnungen“, sagt Entwicklungsingenieur Rausch. Gemeinsam mit Partnern aus Hochschule und Industrie hat das Unternehmen eine Technologie entwickelt, die Produkte fälschungssicher markieren soll. Laut Rausch geben die bisher angewendeten konventionellen Laserbeschriftungen oder Nadelprägungen nur unzureichenden Schutz. „Die Gravuren können durch die Verwendung einer entsprechenden Ausrüstung kopiert werden.“

Das Verfahren

Die neue Laser-Markierungstechnologie bietet nun erstmals die Möglichkeit, Produkte mit metallischen oder Silizium-Oberflächen absolut fälschungssicher zu kennzeichnen. Durch entsprechende Anpassungen sind bald auch Waren aus Glas und Keramik markierbar. Das neue Verfahren zur Produktkennzeichnung besteht aus einem Ultrakurzpulslaser und unterschiedlichen diffraktiven optischen Elementen (DOEs), die mit ihren feinsten Mikro- und Nanostrukturen den Lichtstrahl beugen. Die Beugungsstrukturen erzeugen Wellenfronten des Lichts, die sich aufheben oder verstärken. Wenn der Strahl also ein DOE passiert, entsteht ein Interferenzmuster, das auf die Oberfläche des Werkstücks übertragen wird. Durch Rotation und Verschiebung der optischen Elemente zueinander entstehen ganz unterschiedliche individuelle und eindeutige Muster. „Das eigentliche Geheimnis ist“, sagt Rausch, „dass die Codierung in den einzelnen Datamatrix-Elementen selbst enthalten ist.“ Die Holografie, die von Bauteil zu Bauteil verändert wird, kommt durch die einzigartige Nadelstrukturierung zustande. Im Gegensatz zur konventionellen Lasermarkierung beträgt die Markierungstiefe dieser neuen Technologie nur rund 100 bis 200 nm“, sagt der Ingenieur. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Produkt nicht negativ durch den Laser beeinflusst wird.

Für jedes Bauteil wird ein eigener zufälliger Code generiert und das Interferenzmuster gespeichert. Mit Hilfe eines Lesegerätes kann der Kunde überprüfen, ob das Bauteil ein „Original“ vom Hersteller ist. Die Markierung hält auch dem Versuch einer Nachkonstruktion stand. „Es gibt kein mathematischen Modell, um die vielen einzelnen Parameter zu bestimmen“, so Rausch.

Aus dem aufgebrachten Muster kann weder die Art der diffraktiven optischen Elemente, noch ihre relative Position zueinander bestimmt werden. Die laserholographische Produktkennzeichnung bietet somit eine dauerhafte Lösung um eindeutige und fälschungssichere Markierungen anzufertigen und wappnet die Unternehmen so gegen die wachsende Zahl an Plagiaten.

Das neue Laserholografische Produktschutz-Verfahren ist ein Gemeinschaftsprojekt. Es entstand im Rahmen des ZIM- Förderprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie. Zum Konsortium gehörten neben der 3D-Micromac AG, als Anbieter für maßgeschneiderte Lasermikrobearbeitungssysteme am internationalen Markt, das Laser-Laboratorium Göttingen e.V., die Fachhochschule Bielefeld, die Kappa Opto-Electronics GmbH, die Sura Instruments GmbH sowie die Olpe Jena GmbH.

Dipl.-Ing. Dipl.-Journ. Martina Bräsel