Hologramme mit Sprengkraft
Wer mit Sprengstoff hantiert, hat meist Grobes im Sinn - Fels lockern, alte Gemäuer zertrümmern oder Lawinen auslösen. Doch Explosivstoffe taugen auch für filigrane Aufgaben: Es lassen sich damit Hologramme in Stahl prägen.
Werkzeugeinsatz mit sprenggeprägten holographischen Strukturen im Innenring
© Fraunhofer ICT
Fast jeder trägt sie mit sich herum, auf Geldscheinen, EC-Karten oder Tickets für Popkonzerte: Hologramme. Die bunt schillernden Interferenzbilder schützen Banknoten und Dokumente vor Fälschungen. Sie lassen sich nur mit erheblichem Aufwand herstellen, und man kann sie kaum kopieren. Der Grund: Das Bild entsteht nicht durch das Zusammenspiel verschiedener Farben und Kontraste, sondern durch die Struktur der Oberfläche. Je nachdem, aus welcher Richtung das Licht einfällt, zeigt sich ein anderes Bild. Üblicherweise helfen Laserstrahlen bei der Herstellung eines Hologramms. Mit ihrer Hilfe wird zunächst ein Prototyp aus fotoempfindlichem Material, etwa Fotoresist, erzeugt. Diese Vorlage ist allerdings zu weich, um als Präge- oder Spritzgieß-werkzeug für die Hologramme dienen zu können. Deshalb wird das filigrane Relief galvanisch auf ein härteres Material wie Nickel kopiert. Auf eine Walze aufgebracht überträgt dieses Nickel-Shim das Hologramm auf eine Kunststofffolie, die auf EC-Karten und Konzerttickets zu sehen ist.
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT in Pfinztal haben sich nun einer rabiateren Methode angenommen. Die Wissenschaftler nutzen Sprengstoff zur Abprägung von Hologrammen in Stahl. Denn richtig dosiert, kann man damit eine Vorlage viel exakter abbilden als durch herkömmliche Verfahren. Die Auflösung, die man mit dem "Sprengprägen" erzielen kann, reicht bis in den zweistelligen Nanometerbereich. "Niemand hat geglaubt, dass so etwas möglich ist", schwärmt ICT-Projektleiter Günter Helferich. Fast jede Struktur lässt sich mit Hilfe einer Sprengfolie detailgenau auf Metall bannen, ob Holz, Leder, Textil oder Sand - schnell und präzise.
Gemeinsam mit Industriepartnern arbeiten die Wissenschaftler nun daran, Stahlwerkzeuge mit holografischen Strukturen herzustellen - als "Stempel" für Hologramme, die auf Kunststoffteile aufgebracht werden sollen. Eine große Herausforderung: Die Strukturen, die in den Stahl eingedrückt werden müssen, sind so winzig, dass man sie nicht einmal unter dem Lichtmikroskop erkennen kann. Mit zahlreichen Versuchsreihen haben die Experten das Verfahren bis zur gewünschten Abbildungsschärfe optimiert. Der Vorteil gegenüber der Galvanik: Man erhält kein weiches Nickelteil, das rasch verschleißt, sondern einen harten Stahlstempel. So behandelter Stahl ist auch in der Kunststoffindus-trie gefragt: Viele Kunststoffteile sollen dekorativ und ansprechend aussehen, vor allem, wenn sie in edler Umgebung eingesetzt werden.
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