Ultrakurzpulslaser macht QR-Code in Kunststoff scannbar

Hailtec hat einen Durchbruch in der Mikrostrukturierung erzielt. Es ist gelungen, einen in Kunststoff gespritzten QR-Code zu erzeugen, der scannbar ist. Möglich wurde das Verfahren zur Bearbeitung mit einem Ultrakurzpulslaser mit Femto-Laserstrahlen. Keppler Feinmechanik zeigt als Auftraggeber die Anwendung am Beispiel eines Münzchips.

Die Entwickler sehen ein breites Anwendungsspektrum für solche QR-Codes auf Kunststoff. „Wir benötigen einen Formeinsatz, mit dem wir QR-Codes aus Kunststoff spritzen können, die mittels Smartphone oder anderer Geräte lesbar sind“, war die Anfrage von Jochen Keppler von Keppler Feinmechanik. Ein QR-Code funktionierte bis dato nur als schwarz-weiß Kontrast. Also klang das zunächst unmöglich.

Reflektion als Alternaive zu schwarz-weiß Kontrast

Auch ein namhafter Spritzgießmaschinen Hersteller versicherte ihm, das Vorhaben sei „nicht machbar“. Dennoch war Jochen Keppler davon überzeugt, dass sich die Idee auf Basis von Reflektion an der Oberfläche realisieren ließe und wandte sich an den Experten für Lasertechnik Hailtec, den er als richtigen Partner einschätzte.  

Alexander Renz, Geschäftsführer von Hailtec und sein Team nahmen die Herausforderung dieser Materialbearbeitung an. Sie holten zudem Sylvia Goldbach von Taktilesdesign mit ins Boot. Bei der Entwicklung funktioneller Oberflächenstrukturen von Komponenten kooperieren die Experten für Texturentwicklung bei Taktilesdesign und für Ultrakurzpulslasern bei Hailtec schon seit Jahren miteinander.

Aufgeben keine Option, um das Unmögliche möglich machen

„Während des Projekts hatte ich manchmal das Gefühl, als versuchten wir das Unmögliche möglich zu machen. Doch Aufgeben kam nicht infrage. So haben uns wir uns immer tiefer in das Thema quasi verbissen. Heute sind wir wahnsinnig stolz, es geschafft zu haben“, erzählt Alexander Renz.

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Mithilfe des Ultrakurzpulslaser, auch UKP-Laser, entstand so die geometrisch optimierte Mikrostruktur eines in Kunststoff gespritzten QR-Codes. Die Mikrostrukturierung erzielt mit gezielter Lichtbrechung einen tiefschwarzen Effekt und kann damit von Smartphones gescannt werden. Das funktioniere sogar mit einem Foto des Münzchips.

Kunststoff mit Wolfram für Münzchips

Keppler fertigte für ein erstes Anwendungsbeispiel mit der Bearbeitung eines Münzchips für Einkaufswagen. Verwendet wurde ein Kunststoff von Polyone auf Polyamid Basis, der mit 80 % Wolfram gefüllt ist. Dank seiner hohen Dichte von 11 g/cm³ hat er eine sehr hohe Wertigkeit.

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Die Entwicklung des ersten in Kunststoff gespritzten QR-Codes wollten die Entwickler eigentlich auf den Technologie-Tagen bei Arburg vorstellen, doch leider vereitelte die Corona-Pandemie auch dieses Vorhaben.

Anwendungen in vielen Branchen möglich

Die Anwendungen für Kunststoff QR-Codes sind vielversprechend und vielseitig. So könnten sie auf Autoreifen und anderen Konsumgütern Informationen speichern. Auch für den industriellen Einsatz zum Beispiel bei Werkzeug- und Formenbauern, Spritztechnologen ist das Potential dieser neuen Technologie riesig.

3D-Mikrostrukturen feiner als mit Nanolaser

Der Ultrakurzpulslaser erzielt mit seinem Femtosekundenlaser 3D-Mikrostrukturen mit deutlich feinerer Auflösung als es die herkömmliche Nanolasertechnologie vermag. Das Material sublimiert direkt ohne Wärmeeinwirkung und Schlackebildung. Die Nacharbeit wird so minimal. Heiltec verleiht mit dem Ultrakurzpulslaser Bauteilen funktionelle Oberflächen wie antibakterielle, tribologische, hydrophobe oder hydrophile Strukturen. Ddiese Hochtechnologie bietet das Unternehmen on demand.