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Ein Masterbatch für die Identifikation von Materialien im industriellen 3D-Druck hat die GRAFE GRUPPE, Blankenhain, entwickelt. „Damit lässt sich die Echtheit lizensierter Werkstoffe bereits in dem Filament, die in diesem additiven Fertigungsverfahren verarbeitet werden, sicher und unverwechselbar bestimmen“, erläutert Lars Schulze, Head of Color Development and Material Sciences. Als Einsatzgebiete sieht er derzeit vor allem Prothesen in der Medizintechnik, aber auch systemrelevante Maschinen- oder Automobilteile die Garantie- oder Regressansprüchen standhalten müssen. Gleichwohl könnten auch andere Branchen wie Möbel, Elektronik oder Consumer potentiell interessant für den Originalitätscheck sein.
„Künftig werden immer mehr Produkte und Ersatzteile aus dem 3D-Drucker kommen. Schon heute steigt deren Zahl im privaten wie im industriellen Gebrauch rapide an. Stellt man sich nun vor, dass Ersatzteile für Lizenzprodukte aus minderwertigem und ungeprüftem Material gedruckt werden, würden Regressforderungen oder Garantieansprüche verfallen und im schlimmsten Fall Sach- oder Personenschäden entstehen“, berichtet Schulze. Hier setze die Idee von GRAFE an: „Wir arbeiten einen Marker ins Filament ein, mit dessen Hilfe sich überprüfen lässt, ob das richtige Material verwendet wurde. Er ist permanent im Bauteil und kann nicht entfernt werden. Aufgrund seiner Beschaffenheit bietet der Marker somit den perfekten Fälschungsschutz bzw. Originalitätsnachweis.“
GRAFE setzt als exklusiver Entwicklungspartner dabei auf die Sicherheitspigmente von Tailorlux. Das Unternehmen liefert auch das passende Handmessgerät Tailor-Scan 4 dazu, auf das eine auf die Sicherheitsmarkierung eingestellte Referenzdatei geladen wird. Anschließend zeigt es an, ob die jeweilige Markierung enthalten ist oder nicht. „Die Bedienung ist sehr unkompliziert. So lässt sich direkt vom Filament bis zum Bauteil die Originalität des verwendeten Kunststoffs prüfen – auch durch Glas- oder Folienverpackungen hindurch“, erklärt der Experte. Darüber hinaus könnten auch Zertifizierungslabore das Material überprüfen. Die zu verwendende Prüfelektronik lässt sich dabei, abseits des Handscanners, auch direkt in ein bestehendes 3D-Drucksystem integrieren!
Schulze verweist auf die signifikante Grundidee, mit derer das Sicherheitsprinzip konsequent angewendet werden kann, wenn die Prüfung des Filamentes direkt in der Druckeinheit stattfindet. Dies muss jedoch von den Herstellern der 3D-Drucker integriert werden. „So kann im Drucker beim Einsetzen der Spule über einen Sensor die Sicherheitsmarkierung im Filament geprüft werden. Erst wenn sichergestellt ist, dass es sich um das richtige Material handelt, wird gedruckt. Anders als beim Prinzip von Farbdruckern, die über eine Elektronik feststellen ob die originale Farbpatrone eingesetzt wurde, überprüft man im 3D-Drucker nicht nur die Filamentspule (per Code oder RFID-Chip), sondern in Zukunft das Material.“
„Unsere Lösung ist fertig entwickelt und funktioniert“, sagt Schulze. Bislang komme der Marker vor allem bei PLA und PETG (Glykol) zum Einsatz. Jedoch sei auch die Anwendung in PA und PC möglich. Ein Einfluss auf die Farbe ist nicht vorhanden. Durch eine breite Auswahl von Markern kann nahezu jeder Kunststoff ausgestattet werden, versichert er. „Die Dosierungen der Batches sind vergleichsweise niedrig und lassen sich ab einem Prozent realisieren. Den größten Einfluss hat die Farbe. So brauchen mit Carbon-Black eingefärbte Bauteile eine etwas höhere Dosierung als andere. Auch Kohlefasern beeinflussen das Ergebnis. Letztlich lässt sich festhalten, dass jedes Filament mit maximal drei Prozent Dosierung markiert werden kann.“
GRAFE ist derzeit auf der Suche nach industriellen Partnern, die entsprechende Produkte bzw. Drucker entwickeln. Die Kosten für die Markierung seien nach Angaben des Head of Color Development and Material Sciences abhängig vom jeweilig gewünschten Schutz. „Ein Basis-Marker, der nicht spezifisch für ein Unternehmen, eine Branche oder ein bestimmtes Produkt entwickelt wird, ist vergleichsweise günstig. Eine Lösung, die weltweit exklusiv für nur ein bestimmtes Produkt genutzt werden kann, ist demnach kostenintensiver“, so Schulze.
Produktübersicht
►GRAFE Color Batch
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►GRAFE-DESIGN-CENTER
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Grafe - der Spezialist in der Modifizierung thermoplastischer Kunststoffe
Die GRAFE GmbH & Co. KG ist Spezialist in der Modifizierung thermoplastischer Kunststoffe. Für unsere Partner bieten wir hochqualitative Lösungen - innovativ, schnell und mit höchster Sorgfalt entwickeln wir Masterbatches, Compounds und Pigment-Pulvermischungen.
Werk in Blankenhain/Deutschland
Das Produktspektrum von GRAFE umfasst neben Farb- und Additiv-Masterbatches ein breites Sortiment an funktionellen Kunststoff-Compounds. Eine der größten Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Branche arbeitet an neuesten Technologien, die den Kunststoff mit intelligenten Funktionen ausstatten. Das Familienunternehmen wurde 1991 von den vier Grafe-Brüdern gegründet und beschäftigt heute mehr als 300 Mitarbeiter, die im hochmodernen Werk in Blankenhain (Thüringen) in der Mitte Deutschlands für den nationalen und internationalen Markt entwickeln und produzieren. Dabei legt GRAFE großen Wert auf Qualitätsmanagement – und das mit Erfolg. Das Unternehmen ist erfolgreich nach ISO 9001:2015, IATF 16949:2016 und ISO 50001:2018 zertifiziert.
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