Auf dem Weg zum räumlichen Farbfoto

Objekte aller Art fristen ihr Dasein in Glasblöcken. Längst hat sich die Laser-Innengravur große Marktanteile in der Geschenkartikelindustrie erobert. Wie auch für technische Anwendungen farbige Logos oder Schriftzüge ins Glas gebannt werden, zeigen Forscher auf einer Messe in Düsseldorf.

Dekorative Glasobjekte, die 3-D-Bilder enthalten, sind als Geschenkartikel recht beliebt. Hergestellt werden die wolkenartigen Figuren mit einem auslenkbaren, fokussierten Laser. Im Brennpunkt absorbiert die Materie so viel Energie, dass sich das Glas lokal erwärmt, sich ausdehnt und reißt. Zurück bleibt ein etwa 0,1 Millimeter kleiner Sprung, der durch Lichtstreuung als weißes Pixel erscheint. Was etwa bei dekorativen Parfumflacons kaum ein Problem darstellt, stört in manchen technischen Anwendungen: Das Glas wird in den beschriebenen Bereichen geschwächt. Hersteller von Fensterscheiben beispielsweise, wären sicher nicht erbaut, wenn sich bei mechanischer Beanspruchung ein Sprung ausgerechnet von ihrem Firmenlogo her ausbreiten würde. Ein weiteres Defizit ist intrinsischer Natur: Nur weiße Embleme, Schriftzüge oder Figuren sind möglich. Daher suchen Forscher nach alternativen Techniken, um diese Nachteile auszuräumen.

Die Festigkeit bleibt unverändert, wenn man das Glas mit geringen Mengen an Silbersalzen dotiert. Vergleichbar der schwarz-weiß-Fotographie führt der Laserbeschuss dazu, dass sich kleinste Partikel metallischen Silbers bilden. Je nach deren Größe sind immerhin gelbe, rote oder braune Farbtöne realisierbar. Neben Silber tummeln sich im Periodensystem viele Elemente, die zu ausgesprochener Farbigkeit neigen. Dies betrifft insbesondere die Metalle der Nebengruppen und es sei nur an Chrom erinnert (griechisch chromos = Farbe), das je nach Oxidationsstufe grün, leuchtend gelb oder orange erscheint. »Wir nutzen den ganzen Zoo der Elemente und untersuchen, ob und wie sich mit ihnen Gläser polychrom beschreiben lassen«, sagt Manfred Krauß vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg. »Wir können erreichen, dass der Laser die Oxidationsstufe der zugesetzten Metallionen lokal ändert und so einen dauerhaften Farbpunkt erzeugt.«

Seine Probengläser liefert Krauß an Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen. Hier wird untersucht, wie das verwendete Licht auf die jeweilige Glaszusammensetzung idealerweise abgestimmt werden muss. »Die Wellenlänge der verwendeten Laser beeinflusst die Farbe ebenso wie die Pulsdauer«, erläutert Hans-Dieter Hoffmann vom ILT. »Wir können bereits mehrere Farben nebeneinander erzeugen. Uns ist es erstmals gelungen, nicht teure Spezialgläser, sondern einfach zusammengesetzte und weit verbreitete Standardgläser zu beschriften.« Über den Stand der Technik informieren die Wissenschaftler auch auf der Glasstec in Halle 11. Die 18. internationale Fachmesse findet vom 9. bis 13. November in Düsseldorf statt.
Ansprechpartner:

Dr. Manfred Krauss
Telefon +49 931 4100-300
Fax +49 931 4100-399
manfred.krauss@isc.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung
Neunerplatz 2, 97082 Würzburg

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann
Telefon +49 241 8906-206
hansdieter.hoffmann@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik
Steinbachstr. 15, 52074 Aachen