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3-2013

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Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement

Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren Fälschungssicherheit leicht gemacht Produktpiraterie verursacht allein in Deutschland jährlich einen Schaden in Milliardenhöhe, so der Markenverband. Besonders kritisch ist dies im Pharmabereich, wenn Medikamente gefälscht werden und diese in ihrer Wirkung zum Teil gesundheitsgefährdend oder sogar lebensbedrohlich sind. Der MicroSpy ist ein ökonomisches Oberflächenmessgerät mit sehr gutem Preis-Leistungsverhältnis Deshalb suchen Hersteller nach Möglichkeiten, ihre Originalprodukte so zu kennzeichnen, dass die Marke und die Verbraucher geschützt sind. Verpackung mit Nanostrukturen Dabei kommt den Verpackungen eine zentrale Funktion zu. Deren Oberflächengestaltung im Mikro- oder Nanometerbereich erweist sich als eine sehr interessante ausbaufähige Option zur Fälschungssicherheit, die weitere Vorteile bietet. Namhafte IT-Unternehmen setzen beispielsweise Signaturen durch Nanostrukturen ein, um die Konsumenten vor den Plagiaten zu schützen. Die winzigen farbigen Markierungen werden in einem Druckverfahren aufgebracht und lassen sich physikalisch nicht kopieren. Generell können Oberflächen durch gezielte Gestaltung und Strukturierung im Mikro- und Nanometerbereich mit bestimmten optischen, mechanischen, elektrischen oder auch chemischen Eigenschaften versehen werden. Damit ist man in der Lage, Reflexionen, Leitfähigkeit oder Haftung zu erreichen, ebenso wie ein Original von einer Nachahmung anhand dieser Merkmale oder einer speziellen Signatur zu unterscheiden. Nötig sind dafür – sowohl während der Produktion als auch bei der Kontrolle – entsprechende Oberflächen-Messgeräte. Da diese schon länger und in vielen Branchen in den Bereichen F&E sowie der Qualitätssicherung eingesetzt werden, ist der Schritt zur Fälschungssicherheit nur ein kleiner. Die dokumentierten Ergebnisse und die damit mögliche und eindeutige Identifikation lassen sich auch für ein gezieltes Vorgehen gegen Plagiatoren verwenden – Stichwort Haftungsschutz. Spezielle Anforderungen durch eine große Bandbreite an Messparametern Die besondere Herausforderung an Oberflächen-Messgeräte ist die Vielfalt der zu messenden Parameter. Außerdem benötigen die meisten Verwender eine Automatisierung des Messvorgangs, um ihn „inline“ und als One-Button-Lösung durchführen zu können. Häufig kommen individuelle Anpassungen vor Ort dazu, wenn sich Materialien oder Produktionsvorgänge ändern. Auch die unterschiedlichen Veredlungsvarianten der Verpackungsindustrie, wie z.B. Mikrostanzungen- und Prägungen oder Kaltfolientransfer, verlangen nach einem vielseitigen Messgerät. Das ideale Oberflächen-Messgerät bietet mehrere Messverfahren in einem System, arbeitet zerstörungsfrei, um die sensiblen Materialien nicht zu beschädigen, und mit einer hohen Zuverlässigkeit. Dann können die Messwerte helfen, die Qualität zu sichern und Fälschungen zu offenbaren. Der richtige Schutz Neben der Pharmaindustrie setzen Branchen wie Kosmetik oder Software auf Oberflächenmerkmale, um ihre Produkte zu kennzeichnen. Das eigentliche Produkt, die 36 3/2013

Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren 3D-Profil Blister für Medikamente oder Kosmetika und die Umverpackung (Faltschachtel) können für das Applizieren eindeutiger Merkmale genutzt werden. Die Fälscher verwenden die meiste Energie auf die Außenverpackung, damit der Konsument ohne Skepsis zugreift. Deshalb ist es extrem wichtig, diese sogenannten Sekundärpackmittel manipulationssicher zu gestalten. Dies fängt mit einem hochwertigen Druckverfahren an. Die Kartonoberflächen können mit kleinen Kratern versehen werden, damit ein optimaler Farbauftrag möglich ist. Die Tiefe und Durchmesser der Krater werden mit optischen Oberflächen-Messgeräten kontrolliert, damit sie den Anforderungsparametern entsprechen. Ähnlich wie beim Werkzeug- und Formenbau werden die Produktionsmittel, die Walze, und das Produkt, die Verpackung, regelmäßig vermessen. Vor allem die Druckwalze darf nicht den kleinsten Kratzer haben. Auch das recht junge Verfahren des Kaltfolientransfers gibt Unternehmen Möglichkeiten, allein über die Verpackungsgestaltung die Fälschungssicherheit zu erhöhen. Unsichtbare Tinten und Etiketten Auf den Verpackungen kommen außerdem spezielle Etiketten, unsichtbare Tinten oder Hologramme zu Einsatz. Hierbei sind optische Oberflächen-Messgeräte in der Lage, die Höhe des Farbauftrags bei diesen speziellen Siebdrucken zu messen. In der Tabakindustrie ist dieses Produktionsverfahren gang und gäbe. Auch die Walzenstrukturen für die Bedruckung von Papier oder Kartonagen werden mittels optischer Messgeräte geprüft, die unsichtbaren Tinten werden mit speziellen Sensoren erkannt. Die Verpackungsindustrie nutzt optische Oberflächenmessung außerdem, um die Effizienz des Produktionsprozesses zu überwachen. So wird bei Lebensmittelverpackungen beispielsweise die Dicke des Kaltklebers gemessen – der gewünschte Wert ist ein Grat zwischen Haltbarkeit und idealem Materialeinsatz. Ähnlich ist die Aufgabe bei der Verklebung von Zigaretten. Die Drucknäpfchen in den Walzen beim Beleimen des Zigarettenwickelpapiers werden mittels optischer Sensoren kontrolliert. Sicherung exakter Ergebnisse Durch quantitativ bewertbare Messungen der Strukturen auf Werkzeugen und Druckwalzen können Abstand, Stufenhöhe, Winkel, Rauheit, Kontur, Schichtdicke und Topografie von Oberflächen analysiert werden. Sie liefern präzise Höhedaten, mit denen sich 3D-Profile erstellen lassen. So kann ein einheitlicher Standard auch für mehrere Produktionsstätten festgelegt und weltweit ein Fälschungsschutz gewährleistet werden. Da die State-of-the-Art-Messgeräte mit verschiedenen Sensoren ausgestattet sind, können sie Ergebnisse auf nahezu allen Oberflächen – transparente oder reflektierende – sichern. Ein großer Vorteil der optischen Oberflächen-Messgeräte ist, dass sie wegen der schnellen Messungen vollständig automatisierbar sind und in den Produktionsablauf integriert werden können. Hier geraten bei einem bestimmten Durchlauf taktile Verfahren an ihre Grenzen. Als One-Button-Lösung konzipiert, schließen diese Geräte eine Einflussnahme auf das Messergebnis durch die Mitarbeiter aus. Außerdem ist ein Hersteller so in der Lage, mögliche Kontrollpunkte während der Produktion zu variieren und damit geheim zu halten. Verschiedene Sensoren im Einsatz Unternehmen wie Fries Research & Technology produzieren hierzu Multisensor- Messgeräte, die mit ihrem modularen Aufbau die Anpassung an diverse Anwendungen gestatten, auch flexibel vor Ort. Zum Einsatz kommen dann Messungen chromatische Abstandssensoren, konfokale Sensoren mit einer hohen Dynamik, Dickensensoren, die eine hohe Orts- und Dickenauflösung erzielen, sowie Weißlichtinterferometer für eine schnelle flächige 3D-Messung, aber auch Dünnschichtsensoren für eine Auflösung im Nanometerbereich und Rasterkraftmikroskope. Diese Kombination verschiedener Sensoren erhöht die Flexibilität bei der Charakterisierung von Oberflächen. Die Messbereiche reichen von 50x50 bis zu 250x200 mm 2 oder mehr; die Geschwindigkeit erreicht bis zu 300 mm/s. Auch die Integration in die Produktionsanlage ist möglich. Fries Research & Technology GmbH www.frt-gmbh.com Optische Oberflächen- Messgeräte sind in der Lage, die Höhe des Farbauftrags bei speziellen Siebdrucken zu messen. Links ein Höhenprofil. 3/2013 37

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