Unzerstörbare Bauteilmarkierungen für die Metallbearbeitung

© Foto Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Keramische Produktmarkierung bei Tageslicht

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Keramische Produktmarkierung unter UV-Licht

Um Halbzeuge und Produkte zuverlässig, eindeutig und fälschungssicher zu markieren, existieren die verschiedensten Kennzeichnungslösungen. Diese reichen von einer einfachen Seriennummer bis hin zu integrierten RFID-Chips (Radio Frequency IDentification). Den speziellen Anforderungen in der Metallverarbeitung werden diese Lösungen jedoch oft nicht gerecht. Als problematisch erweisen sich beispielsweise tintenbasierte Kennzeichnungen, die oft nur bis 250 °C temperaturstabil sind. Damit ist ihr Einsatz bei den erhöhten Werkstücktemperaturen von bis zu 1250 °C nicht möglich. Zudem kann sich während der Bearbeitung die Werkstoffoberfläche verändern, was den Kontrast zwischen Metalloberfläche und Markierung verringert, so dass diese nicht mehr ausgelesen werden kann. Temperaturstabile Etiketten wiederum tragen oftmals zu viel Material auf und stören so die weitere Verarbeitung.

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS aus Dresden stellt eine Komplettlösung zur unzerstörbaren Markierung von Metallbauteilen vor, die alle Arbeitsschritte vom Aufbringen bis zum Auslesen der Markierung umfasst. Kernelement des Verfahrens sind keramische Materialien, die auf optische Anregung durch Licht mit ausgeprägter Lumineszenz reagieren. Diese Materialien sind sehr robust: Sie halten hohen Temperaturen stand, sind unempfindlich gegenüber chemischen Einflüssen und lassen sich verschiedenen Materialien beimischen. Damit ist es möglich, die Leuchtstoffe direkt in Tinten oder Pasten einzubringen und auf die Bauteile zu drucken, ohne die Werkstoffeigenschaften zu beeinflussen.

Je nachdem, ob statische oder dynamische Informationen aufgedruckt werden, kommt dabei der Sieb- oder der Tintenstrahldruck zum Einsatz. Beide Verfahren können in die Fertigungsstraße integriert werden. Da nur kleinste Materialmengen verdruckt werden, kann eine Beeinflussung der Werkstückeigenschaften oder der Haftung von Beschichtungen ausgeschlossen werden.

Die mit Leuchtstoffen versetzten Tinten und Pasten sind sicher und umweltfreundlich, so dass keine weiteren Arbeitsschutzmaßnahmen notwendig sind. Durch den hohen Kontrast zwischen Markierung und Trägermaterial ist ein Auslesen in allen Beleuchtungssituationen möglich.

Wie stark die Markierung nachleuchtet, kann kundenspezifisch angepasst werden. Da diese Anpassung sowohl während als auch nach der Synthese der Leuchtstoffe erfolgen kann, entstehen Eigenschaften, die nur unter hohem Zeit- und Kostenaufwand kopiert werden können und damit fälschungssicher sind. Dieser Vorteil kann z. B. bei der Markierung von Ersatzteilen oder anderen Komponenten genutzt werden.