Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Innovative Schutzstrategien durch Formgedächtnistechnik als elektrisch basierter Plagiatschutz

Nach dem Stand der Technik existieren zahlreiche Verfahren um Plagiate von Markenprodukten zu erkennen. Dies ist notwendig, da deutsche Produkte zunehmend von Fälschern, oft aus asiatischen Ländern, kopiert werden. Genaue Zahlen des wirtschaftlichen Schadens sind oft nicht feststellbar, da eine Dunkelziffer aufgrund der Beschaffenheit der Plagiate hoch ist. Verschiedene Quellen belegen wirtschaftliche Schäden in Deutschland zwischen 3 - 6 Mrd. Euro pro Jahr. Neben den Produkten werden auch zunehmend Plagiaterkennungselemente mit kopiert. Die heutigen Identifikationselemente kann man entweder mit bekannten Methoden optisch oder durch einfache Messgeräte auslesen. Komplexe Identifikationselemente (z.B. Mikrofräsungen) sind relativ aufwendig in der Herstellung. In dem Projekt Formgedächtnisbasierter-Plagiatschutz werden neuartige Identifikationselemente auf Basis von Smart-Materials entwickelt. Neben einer in der Aktorik genutzten Phasenumwandlung ändert sich auch der elektrische Widerstand einer Formgedächtnislegierung (FGL) signifikant. Durch eine im Projekt zu entwickelnde Produktionssystematik wird über eine thermische Behandlung das FGL Drahtmaterial lokal konfiguriert, so dass in einem Stück Draht viele Schaltstufen eingestellt werden können. Danach wird in enger Kooperation mit dem PA ein Szenario validiert, in dem verschiedene Produkte über ein Handheld mit Datenbankanbindung validiert werden können. Das Projekt umfasst folgende Themengebiete:

- Untersuchung der lokalen Programmierung der elektrischen Widerstandsantwort von FGL

- Ausarbeitung einer Kodierung auf Basis der Detektion des elektrischen Widerstandes von FGL

- Ausarbeitung eines Datenbanksystems und eines Auslesegerätes im Handheld Format

- Erarbeitung eines Herstellprozesses für die Intelligenten Plagiatschutzdrähte (iPSD)

- Methodische Konzeptausarbeitung und industrienahe Validierung der Einsatzszenarien

Bei dem hohen ökonomischen Stellenwert, der dem Plagiatsschutz für das einzelne Unternehmen, aber auch für die Volkswirtschaft zukommt, ist der Nutzen offensichtlich. Dies gilt insbesondere für KMU, die in der Regel nicht die ökonomischen Mittel haben, sich weltweit gegen Plagiate zur Wehr zu setzen.

Ergebniszusammenfassung:

-Es wurde ein neues Glühverfahren für Formgedächtnislegierungen entwickelt. Das Glühverfahren erlaubt eine gezielte Temperaturverteilung entlang eines Drahtes und somit eine gezielte Programmierung des Drahtes.

-Das Glühverfahren wurde hinsichtlich der Kriterien einer guten Temperaturabgrenzung, einer gleichmäßigen Wärmeverteilung und guter Automatisierbarkeit optimiert.

-Das Glühverfahren wurde wärmetechnisch simuliert, um Soll-Temperaturen und Einstellparameter zu ermitteln.

-Eine Auslesevorrichtung wurde konstruiert und aufgebaut, welche es ermöglicht Formgedächtnisdrähte elektrisch zu erwärmen und den dadurch entstehenden Spannungsabfall messtechnisch zu erfassen.

-Eine Automatisierungsstrecke, welche das neue Glühverfahren, die Auslesevorrichtung und eine Konfektioniereinheit beinhaltet, wurde konzeptioniert und im Labormaßstab aufgebaut. Somit ist die Grundlage für eine automatisierte Fertigungslinie gegeben.

-Ein Algorithmus wurde entwickelt, welcher einen gemessenen Widerstandsverlauf der FGL in Abschnitte mit Regressionsgeraden einteilt, diese auf einen gestuften Verlauf untersucht und in Wertebereiche einteilt. Basierend darauf kann einem FG-Draht ein Code zugeordnet werden.

-Tests zur Produktintegration des Formgedächtnisdrahtes in verschiedenen Materialien wie Metalle und Kunststoffe wurde untersucht und die Funktionalität des Drahtes überprüft.

-Weitere Anwendungsmöglichkeiten des gestuft programmierten Drahtes wurden gefunden. Z.B.: Ein sensorischer Aktor mit definierten Schaltpositionen bei bestimmten Temperaturen; Überprüfung von Temperaturüberschreitungen im Produktlebenszyklus.

-Mithilfe der Ergebnisse des Vorhabens wurden KMU die Möglichkeit gegeben, die hier untersuchten Schritte zur Herstellung eines neuen innovativen Plagiatschutzes in Eigenregie nachzubilden.