DE102020127401A1

DE102020127401A1 - Apparat und Verfahren zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung sowie Metallgegenstand mit einer strukturierten Beschichtung

Info

Publication number: DE102020127401A1
Application number: DE102020127401.7A
Authority: DE
Inventors: Torsten Döhler; Andrea Böhme; Ute Geissler; Phillip Hallmann; Andreas Foitzik; Mandy Hofmann; Reinhard Bochem; Jens Neumann
Original assignee: Schiefer & Co Edelmetall Scheideanstalt & Co GmbH; Technische Hochschule Wildau Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Current assignee: Schiefer & Co Edelmetall Scheideanstalt & Co GmbH; Technische Hochschule Wildau Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-04-21

Abstract

Beschrieben wird ein Apparat (1) und ein Verfahren zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine Oberfläche (2) eines Metallgegenstandes (3) sowie ein Metallgegenstand einer derartigen strukturierten Beschichtung. Der Apparat (19 verfügt über einen Elektrolytspeicher (4), in dem ein Elektrolyt (7), der Metallionen aufweist, angeordnet ist und der derart eingerichtet ist, dass der Elektrolyt (7) während eines Beschichtungsvorgangs zumindest mit einem zu beschichtenden Bereich der Oberfläche (2) des Metallgegenstandes (3) in Kontakt bringbar ist, über eine Elektrode (5), die zumindest während des Beschichtungsvorgangs mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt steht und zumindest an einem vom Elektrolyt (7) kontaktierten Oberflächenbereich ein Metall aufweist, und über eine Schnittstelle zur Anbindung einer Spannungsquelle (6), die während des Beschichtungsvorgangs mit dem Metallgegenstand (3) und der Elektrode (5) derart in einem elektrischen Stromkreis verschaltet ist, dass die mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt stehende Elektrode (5) eine Anode und der zu beschichtende, mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Metallgegenstand (3) eine Kathode bildet. Die beschriebene technische Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektrode (5) auf einer während des Beschichtungsvorgangs dem Metallgegenstand (3) zugewandten Oberfläche eine Elektrodenstruktur (8) aufweist, die in Abhängigkeit der Oberflächentextur, Form und/oder Geometrie der auf die Oberfläche (2) des Metallgegenstandes (3) aufzubringenden Beschichtung ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Apparat und ein Verfahren zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine Oberfläche eines Metallgegenstandes sowie einen Metallgegenstand mit einer derartigen Beschichtung. Der Apparat zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung verfügt über einen Elektrolytspeicher, in dem ein Elektrolyt, der Metallionen aufweist, angeordnet ist und der derart eingerichtet ist, dass der Elektrolyt während eines Beschichtungsvorgangs zumindest mit einem zu beschichtenden Bereich der Oberfläche des Metallgegenstandes in Kontakt bringbar ist. Ferner verfügt der Apparat über eine Elektrode, die zumindest während des Beschichtungsvorgangs mit dem Elektrolyten in Kontakt steht und zumindest an einem vom Elektrolyt kontaktierten Oberflächenbereich ein Metall aufweist, und über eine Schnittstelle zur Anbindung einer Spannungsquelle, die während des Beschichtungsvorgangs mit den Metallgegenstand und Elektrode derart in einem elektrischen Stromkreis verschaltet ist, dass die mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Elektrode eine Anode und der zu beschichtende mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Metallgegenstand eine Kathode bildet.
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Galvanotechnik, mit der durch elektrochemische Abscheidung Gegenstände mit einer metallischen Beschichtung versehen werden können. In den meisten Fällen kommen Beschichtungsverfahren zum Einsatz, bei denen metallische Beschichtungen in einem elektrolytischen Bad auf einen Gegenstand aufgebracht werden. Hierbei fließt zwischen der den Pluspol bildenden Anode und dem zu beschichtenden Gegenstand, der den Minuspol und damit die Kathode bildet, ein Strom, durch den Metallionen erzeugt werden, aus denen sich schließlich im Wege einer Reduktionsreaktion ein Metall auf dem zu beschichtenden Gegenstand ablagert. Für die Erzeugung der metallischen Beschichtung sind zwei technische Varianten bekannt. Entweder verfügt die Anode über ein Metall und löst sich während der Beschichtung immer weiter auf oder die Metallionen werden aus dem Elektrolyten abgeschieden.
Bislang werden galvanische Verfahren vor allem dazu benutzt, einen Gegenstand möglichst gleichmäßig mit einer metallhaltigen Schicht zu versehen. Darüber hinaus ist es mit speziell ausgeführten Galvanisierungsverfahren möglich, gezielte Bereiche eines Gegenstandes zu beschichten und den Gegenstand so mit einer Beschriftung oder Markierung zu versehen. In diesem Zusammenhang ist als spezielles Verfahren der Galvanotechnik das sogenannte Tampongalvanisierungsverfahren bekannt. Dieses Verfahren wird vorwiegend zur Reinigung oder Reparatur von Metallbeschichtungen, aber auch zum Markieren oder Beschriften metallischer Oberflächen eingesetzt. Das zu beschichtende Bauteil wird am Minuspol einer Galvanisierungsanlage befestigt, während sich an der Anode eine von einem Wattetampon umhüllte Platte oder ein von einem Wattetampon umhüllter Stab aus nicht löslichem Material befindet. Über eine Schlauchleitung wird diesem speziell ausgeführten Werkzeug die erforderliche Elektrolytlösung zugeführt oder aber die Platte oder der Stab wird gemeinsam mit dem Wattetampon in ein Elektrolytbad getaucht.
Eine Vorrichtung zur galvanischen Beschichtung vergleichsweise kleiner Oberflächenbereiche ist aus der EP 0 370 239 A1 bekannt. Die beschriebene Vorrichtung verfügt über eine mit Kanten versehene Anode und eine Elektrolytversorgung, wobei die Anode von einem saugfähigen Material umgeben ist, das mit dem Elektrolyten aus der Elektrolytversorgung getränkt wird. Durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Bewegung der zu beschichtenden Gegenstände entlang wenigstens einer Anodenkante erfolgt eine Abscheidung von Metall auf dem zu beschichtenden Gegenstand. Mit der beschriebenen Vorrichtung werden insbesondere Kontaktstifte, Kontaktfedern oder Kontaktbänder partiell galvanisch mit Edelmetallen beschichtet, um die elektrischen Eigenschaften, Härte oder Abriebbeständigkeit an für eine spätere Kontaktierung wichtigen Stellen zu verbessern.
Im Übrigen ist aus der WO 2016/098087 A1 ein weiteres spezielles Verfahren der Galvanotechnik bekannt. Das beschriebene Verfahren wird zum Beschriften eines metallischen Gegenstandes, wie etwa einer Kolbenstange, benutzt. Wesentlich hierbei ist, dass der Gegenstand, der mit einer Markierung versehen werden soll, mit einer Schablone, die entsprechend der gewünschten Beschriftung ausgeführt ist, überdeckt wird. Durch Eintauchen des mit der Schablone abgedeckten Gegenstandes in ein Elektrolytbad oder Kontaktierung mit einem elektrolytgetränkten Wattetampon und den hierbei zwischen Anode und dem zu beschichtenden Gegenstand initiierten Stromfluss ist es nun möglich, auf dem nicht von der Schablone abgedeckten Bereich entweder gezielt Metall abzutragen oder aber eine weitere Metallschicht aufzubringen. Nach dem Entfernen der Schablone ist der gewünschte Schriftzug auf dem Gegenstand sichtbar.
Neben den bekannten Verfahren zur Beschichtung ganzer Gegenstände mit einer Metallschicht sind somit auch Galvanisierungsverfahren bekannt, um vergleichsweise kleine Flächen zu beschichten oder sogar eine metallische Markierung auf einen Gegenstand aufzubringen. Für eine derart gezielte Beschriftung ist es allerdings erforderlich, zunächst eine geeignete Schablone herzustellen und den zu beschichtenden Gegenstand während des Beschichtungsvorgangs großflächig abzudecken. Besonders nachteilig für einen industriellen Fertigungsprozess ist an dieser Vorgehensweise, dass zusätzlich zu dem eigentlichen Beschichtungsvorgang noch die weiteren Schritte des positionsgenauen Aufbringens und Abnehmens einer Schablone durchgeführt werden müssen. Weiterhin verfügen die bekannten Apparate und Schablonen zur Realisierung galvanischer Markierungen teilweise über einen vergleichsweise aufwendigen Aufbau, insbesondere dann, wenn nicht nur einfache Markierungen erzeugt werden sollen.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen und den geschilderten Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Apparat sowie ein Verfahren anzugeben, mit denen ein Metallgegenstand auf vergleichsweise einfache Weise mit einer strukturierten Beschichtung versehen werden kann. Vor allem sollte eine strukturierte Beschichtung herstellbar sein, die eine Kennzeichnung eines metallischen Gegenstandes ermöglicht. Eine entsprechende strukturierte Beschichtung sollte sich mit einer Galvanikanlage erzeugen lassen, die über den generell bekannten konstruktiven Aufbau verfügt und dennoch eine individualisierte Kennzeichnung unterschiedlicher metallischer Bauteile oder metallischer Oberflächen ermöglicht. Des Weiteren sollte es mit der anzugebenden technischen Lösung möglich sein, strukturierte Beschichtungen mit unterschiedlichen, bedarfsgerecht ohne großen Aufwand konfigurierbaren Mustern auf Metallgegenstände aufzubringen. Die jeweilige Beschichtung sollte über eine Struktur verfügen, die eine individuelle, spezifische und möglichst nicht oder nur mit verhältnismäßig großem Aufwand reproduzierbare Kennzeichnung eines Metallgegenstandes darstellt.
Die zuvor beschriebene Aufgabe wird mit einem Apparat gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Ein Metallgegenstand, der über eine speziell hergestellte strukturierte Beschichtung verfügt, ist im Anspruch 15 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine Oberfläche eines Metallgegenstandes. Unter Metallgegenstand ist im Sinne der Erfindung sowie der folgenden Beschreibung sowohl ein vollständig aus Metall bestehender Gegenstand als auch eine metallische Schicht auf einem Gegenstand zu verstehen. Der Apparat verfügt über einen Elektrolytspeicher, in dem ein Elektrolyt, der Metallionen aufweist, angeordnet ist und der derart eingerichtet ist, dass der Elektrolyt während eines Beschichtungsvorgangs zumindest mit einem zu beschichtenden Bereich der Oberfläche des Metallgegenstandes in Kontakt bringbar ist, über eine Elektrode, die zumindest während des Beschichtungsvorgangs mit dem Elektrolyten in Kontakt steht und zumindest an einem vom Elektrolyt kontaktierten Oberflächenbereich ein Metall aufweist, und über eine Schnittstelle zum Anschluss einer Spannungsquelle, die während des Beschichtungsvorgangs mit dem Metallgegenstand und der Elektrode derart in einem elektrischen Stromkreis verschaltet ist, dass die mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Elektrode eine Anode und der zu beschichtende, mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Metallgegenstand eine Kathode bildet. Der erfindungsgemäß ausgeführte Apparat zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektrode auf einer während des Beschichtungsvorgangs dem Metallgegenstand zugewandten Oberfläche eine Elektrodenstruktur aufweist, die in Abhängigkeit der Oberflächentextur, Rauigkeit, Form und/oder der Geometrie der auf die Oberfläche des Metallgegenstandes aufzubringenden Beschichtung ausgeführt ist. Wesentlich für den erfindungsgemäß ausgeführten Apparat ist somit, dass die als Anode verwendete Elektrode auf ihrer Oberfläche eine geeignete Elektrodenstruktur aufweist, die die gezielte Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf den Metallgegenstand ermöglicht. Generell ist es denkbar, dass die Elektrodenstruktur ein regelmäßiges Muster, etwa bestehend aus Gräben und Erhöhungen und/oder spezielle geometrische Formen oder Strukturen auf der Oberfläche der Elektrode aufweist. Das Muster der Elektrodenstruktur kann hierbei über eine gesamte Seite der Elektrode oder über einen Flächenbereich gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sein. Im Übrigen ist es auf vorteilhafte Weise denkbar, die Spannungsquelle, etwa in Form von Batterien oder Akkumulatoren, in den Apparat zu integrieren, sodass eine besonders kompakte und gleichzeitig mobile Beschichtungseinheit geschaffen wird. Ebenso ist es denkbar, dass die Elektrode eine Elektrodenstruktur mit wenigstens zwei verschiedenen Mustern aufweist, welche sich durch bestimmte Oberflächenrauigkeiten, Oberflächentexturen, Formen, Strukturelemente und/oder Einsatz bestimmter geometrischer Elemente unterscheiden. Aufgrund der erfindungsgemäßen technischen Lösung mit einer definierten Elektrodenstruktur an der Anode wird die Aufbringung einer zumindest hinsichtlich ihrer Grobstruktur gezielt gestalteten Oberflächenstruktur auf einen metallischen Gegenstand oder eine metallische Fläche ermöglicht, wobei der jeweils zu beschichtende Metallgegenstand in Bezug auf den galvanischen Beschichtungsvorgang die Kathode darstellt.
Im Weiteren ist es auf bevorzugte Weise möglich, auf einem metallischen Gegenstand oder der metallischen Oberfläche eines zu beschichtenden Gegenstandes eine strukturierte Beschichtung herzustellen, deren Strukturamplitude im Submillimeterbereich liegt. Auf besonders bevorzugte Weise ist es mit einem Apparat, der gemäß der Erfindung ausgeführt ist, sogar möglich, variabel Beschichtungen im Mikro- oder Nanometerbereich auf eine metallische Oberfläche, beispielsweise eine Edelmetalloberfläche aufzubringen.
Generell erfolgt die erfindungsgemäße Strukturierung der Elektrode sowie die Beschichtung eines Metallgegenstandes oder zumindest einer metallischen Oberfläche unter Berücksichtigung des sogenannten Hundeknocheneffekts. Dieser Effekt beruht darauf, dass bei einer galvanischen Beschichtung die Stromdichte im Beschichtungsspalt nicht konstant ist. Vielmehr ist die Stromdichte an exponierten Stellen höher, sodass die aufgebrachte Schicht insbesondere an Kanten, Ecken, herausragenden Flächen und Punkten größer als in anderen Bereichen ist.
Demgegenüber ist die Stromdichte, und somit die Schichtdicke, im Bereich von Vertiefungen oder nur vergleichsweise geringfügig erhabenen Flächen, in den sogenannter Stromschattenpartien, geringer. Insgesamt ist die Stromdichte somit regelmäßig bei Beschichtung eines strukturierten Bauteils an dessen erhabenen Bauteilflächen und/oder bei Einsatz einer erfindungsgemäß strukturierten Elektrode in einem an die erhabenen Elektrodenbereichen angrenzenden Spaltbereich erhöht und führt zu größeren Schichtdicken auf dem zu beschichtenden Gegenstand. Um diesem Effekt zumindest teilweise entgegenzuwirken, werden daher vorzugsweise Ecken, Kanten, Spitzen und andere erhabene Strukturen der erfindungsgemäß eingesetzten Elektrode und/oder eines strukturierten zu beschichtenden Gegenstandes abgerundet ausgeführt.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung verfügt die Elektrodenstruktur zumindest während des Beschichtungsvorgangs über wenigstens zwei unterschiedliche Muster, Formen, Strukturelemente und/oder Geometrien. Auf diese Weise ist es möglich, Metallgegenstände sehr variabel mit einer individuellen Kennzeichnung zu versehen, die eine einfache Identifizierung des jeweiligen Gegenstandes ermöglicht.
Eine weitere spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Apparates sieht vor, dass die Elektrode wenigstens ein Befestigungselement aufweist, um zumindest ein Strukturelement der Elektrodenstruktur austauschbar mit der Elektrode zu verbinden. Bei dieser technischen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, auf der Oberfläche der Elektrode eine Elektrodenstruktur durch bedarfsgerechte Befestigung eines oder einer Mehrzahl unterschiedlicher Strukturelemente bereitzustellen, wobei das wenigstens eine Strukturelement mithilfe des Befestigungselements an oder auf der während des Beschichtungsvorgangs die Anode bildenden Elektrode befestigt wird. Auf vorteilhafte Weise kann ein derartiges Befestigungselement über Klemm-, Steck- und/oder Schnappelemente verfügen, die bevorzugt ein werkzeugloses Befestigen und Lösen entsprechender Strukturelemente an einer Elektrode ermöglichen. Ebenso ist es denkbar, als Befestigungselement wenigstens eine Schraube vorzusehen, mit der ein geeignetes Strukturelement der Elektrodenstruktur an der Elektrode befestigt wird.
Von besonderer Bedeutung für die Beschichtung einer metallischen Oberfläche eines Gegenstandes ist der Abstand zwischen der Elektrodenstruktur der Elektrode und der metallischen Oberfläche. Dieser Abstand, also die Spaltbreite des zwischen der Elektrodenstruktur und der zu beschichtende Metalloberfläche gebildeten Spalts, hat erheblichen Einfluss auf die Ausbildung einer strukturierten Beschichtung auf der Metalloberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein mittlerer Abstand zwischen der strukturierten Elektrode, die die Anode bildet, und dem zu beschichtenden Gegenstand, der die Kathode bildet, in einem Bereich von 1 bis 2000 µm gewählt. Im Weiteren ist es von besonderem Vorteil, wenn die Strukturhöhen bezogen auf eine Fläche von 0,8 bis 1,2 cm², vorzugsweise von 1 cm² einen Wert von bis zu 2000 µm annehmen. Im Weiteren ist es auf vorteilhafte Weise denkbar, eine Stelleinheit vorzusehen, mit der eine Breite des Spaltes zwischen der Elektrodenstruktur der Elektrode und dem Metallgegenstand, insbesondere während des Beschichtungsvorgangs, gezielt einstellbar ist. Vorzugsweise ist wenigstens ein Abstandssensor vorgesehen, der den Spaltabstand misst, sodass es generell denkbar ist, die Spaltbreite zumindest teilweise automatisiert und vorzugsweise geregelt in Abhängigkeit der herzustellenden oder bereits hergestellten strukturierten Beschichtung auf dem Metallgegenstand einzustellen.
Mit einer Elektrode, die über eine erfindungsgemäß ausgeführte Elektrodenstruktur verfügt, können grundsätzlich beliebig oft Beschichtungsvorgänge realisiert werden. Da gemäß der Erfindung die Abscheidung von Metallionen aus dem Elektrolyten erfolgt, nutzt sich die als Anode verwendete Elektrode, insbesondere deren Elektrodenstruktur nur sehr geringfügig oder gar nicht ab, sodass diese vergleichsweise lange verwendet werden kann. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Apparats wird in Abhängigkeit der Elektrodenstruktur auf der metallischen Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes gezielt eine strukturierte Beschichtung mit einer speziellen Grobstruktur aufgebracht. Je nach spezifischer Gestaltung der Elektrodenstruktur kann diese Grobstruktur vergleichsweise klein werden. Darüber hinaus ist es denkbar, dass eine Elektrodenstruktur aus verschiedenen, nebeneinander oder übereinander angeordneten Elektrodenmustern gebildet wird, sodass entsprechend individuelle oder individualisierbare Oberflächenstrukturen auf der metallischen Oberfläche erzeugt werden können. Die verschiedenen Elektrodenmuster können hierbei Teil separater Strukturelemente sein, die allein oder gemeinsam die Elektrodenstruktur bilden, in diese integriert oder integrierbar sind. Ferner ist es denkbar verschiedene Elektrodenmuster austauschbar an der die Anode bildenden Elektrode zu befestigen.
Neben der Ausgestaltung der Elektrodenstruktur haben vor allem die Wahl eines geeigneten Elektrolyten, der Metallionen enthält, die Stromdichte innerhalb des Spalts zwischen der Elektrode und der zu beschichtenden Oberfläche als auch die Dauer des Stromflusses einen Einfluss auf die Dicke und Struktur der auf die metallische Oberfläche aufgebrachten Beschichtung. Durch Variation der zuvor genannten Parameter ist es möglich eine veränderte Struktur der Beschichtung einer metallenen Oberfläche zu erzeugen. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, den Elektrolyten insbesondere innerhalb des Spalts zu bewegen. Hierfür ist bevorzugt wenigstens ein Pumpelement, eine Düse und/oder eine Strömungsschikane vorgesehen. So ist es etwa denkbar, wenigstens eine Pumpe vorzusehen, mit der der Elektrolyt zumindest zeitweise umgewälzt wird und/oder ein Lochblech derart anzuordnen, dass der Elektrolyt zumindest bereichsweise eine Strömungsumlenkung und/oder Änderung der Strömungsgeschwindigkeit erfährt. Eine weitere Ausgestaltung sieht alternativ oder ergänzend vor, dass die strukturierte Elektrode selbst Löcher aufweist und/oder die spezielle Elektrodenstruktur über geeignete Löcher verfügt. Ebenso ist es denkbar, eine Sensoreinheit vorzusehen, mit der wenigstens eine Eigenschaft des Elektrolyten, insbesondere die Metallionenkonzentration, erfasst und bei Bedarf unverbrauchter Elektrolyt und/oder wenigstens eine Komponente in den Elektrolytspeicher zudosiert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Änderung zumindest einer Elektrolyteigenschaft, beispielsweise der Leitfähigkeit und/oder der Metallionenkonzentration, optisch detektiert, wobei vorzugsweise eine Farbänderung durch einen Bediener und/oder wenigstens einen optischen Sensor erkannt wird.
Wesentlich bei der Herstellung einer strukturierten Beschichtung auf einer metallischen Oberfläche ist, dass nicht nur die in Abhängigkeit der gewählten Elektrodenstruktur erzeugte Grobstruktur der Beschichtung hergestellt wird, sondern darüber hinaus eine Feinstruktur erzeugt wird. Diese auf dem zu beschichtenden Metallgegenstand erzeugte Feinstruktur verfügt über Strukturen im Mikro- und Nanometerbereich und ist derart individuell, dass es selbst bei Einstellung technisch identischer Prozessparameter zu unterschiedlichen Zeitpunkten nicht möglich ist, die gleiche, von der gewählten Elektrodenstruktur abhängigen Grobstruktur in Kombination mit der gleichen Feinstruktur herzustellen. Eine mit dem erfindungsgemäß ausgeführten Apparat hergestellte Beschichtung einer metallischen Oberfläche lässt sich somit selbst bei Verwendung des selben Apparates und derselben prozesstechnischen Parameter kein zweites Mal herstellen, sodass eine einmal derart hergestellte strukturierte Beschichtung einer metallischen Oberfläche oder eines Metallgegenstandes eine individuelle, nicht reproduzierbare Markierung darstellt. Es lässt sich somit eine einzigartige Kennzeichnung eines Gegenstandes erzeugen, da eine identische Kennzeichnung eines Gegenstandes aufgrund der während eines Galvanisierungsprozesses nicht aktiv zu beeinflussenden, wenn auch minimal, aber stets auftretenden Schwankungen der Prozessparameter nicht möglich ist.
Es ist somit nicht einmal mit demselben, erfindungsgemäß ausgeführten Apparat möglich, eine einmal hergestellte strukturierte Beschichtung ein zweites Mal zu erzeugen. Mithilfe eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparates lassen sich somit besonders einzigartige Markierungen herstellen, da es nicht einmal geübtem Bedienpersonal mit demselben Apparat gelingen würde, eine einmal hergestellte Kennzeichnung ein zweites Mal herzustellen. Nach fertiggestellter, spezifisch strukturierter Beschichtung lassen sich die so gekennzeichneten Gegenstände mithilfe geeigneter Mess- bzw. Analyseverfahren identifizieren. Eine mit einem erfindungsgemäß ausgeführten Apparat hergestellte Markierung wird auf vorteilhafte Weise auf wertvolle Gegenstände, unter Einsatz von besonderem Know-how hergestellte Bauteile und/oder sicherheitsrelevante Komponenten von Maschinen, beispielsweise Turbinenschaufeln, aufgebracht, um eine Nachahmung oder die Herstellung qualitativ minderwertiger Produkte zu vermeiden oder zumindest nachweisbar zu machen. Im Weiteren ist es auf vorteilhafte Weise denkbar Bauteile, insbesondere besonders wertvolle und/oder sicherheitsrelevante Bauteile, zu kennzeichnen und so deren Nutzung und Weiterverbreitung über den Bauteillebenszyklus zu überwachen oder nachzuverfolgen.
Um den Nachweis der Originalität einer auf einen metallischen Gegenstand oder einer metallischen Oberfläche eines Gegenstandes aufgebrachten strukturierten Beschichtung zu erbringen, ist es denkbar, nach Fertigstellung der strukturierten Beschichtung diese mithilfe der Röntgendiffraktometrie, UV-/VIS-Spektroskopie, Michelson-Interferometrie, Reflektometrie und/oder der Speckleinterferometrie zu vermessen und die Messergebnisse auf geeignete Weise zu sichern und abzuspeichern. Zum Nachweis, ob es sich bei einem Gegenstand um den jeweils mit dem erfindungsgemäß ausgeführten Apparat gekennzeichneten Gegenstand handelt, muss lediglich der zu untersuchende Gegenstand, insbesondere dessen strukturierte Beschichtung mit dem gleichen vorzugsweise unter gleichen Bedingungen und/oder Einsatz gleicher Messinstrumente, vermessen und die so erhaltenen Messergebnisse mit den Originalmessergebnissen verglichen werden.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine Oberfläche eines Metallgegenstandes oder die metallische Oberfläche eines Gegenstandes,

- bei dem in einem Elektrolytspeicher ein Elektrolyt, der Metallionen aufweist, bevorratet und der Elektrolyt während eines Beschichtungsvorgangs zumindest mit einem zu beschichtenden Bereich der Oberfläche des Metallgegenstandes in Kontakt gebracht wird,
- eine Elektrode aus einem Metall oder zumindest ein mit einem Metall beschichteter Oberflächenbereich der Elektrode während des Beschichtungsvorgangs mit dem Elektrolyten in Kontakt gebracht wird, und
- bei dem eine Spannungsquelle, der Metallgegenstand und die Elektrode während des Beschichtungsvorgangs derart in einem elektrischen Stromkreis verschaltet werden, dass die mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Elektrode eine Anode und der zu beschichtende, mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Metallgegenstand eine Kathode bildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Elektrode bereitgestellt wird, die zumindest in einem Bereich ihrer Oberfläche eine Elektrodenstruktur aufweist, die in Abhängigkeit einer Oberflächentextur, einer Rauigkeit und/oder Geometrie der auf den Metallgegenstand aufzubringenden strukturierten Beschichtung ausgeführt ist, wobei die Elektrode während des Beschichtungsvorgangs zumindest zeitweise derart im Elektrolyten angeordnet wird, dass die Elektrodenstruktur dem Metallgegenstand zugewandt ist. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich auf vorteilhafte Weise durch Einsatz einer gezielt strukturierten Elektrode eine spezifisch strukturierte Beschichtung auf einer metallischen Oberfläche erzeugen. In Abhängigkeit der gewünschten Struktur, die auf der metallischen Oberfläche erzeugt werden soll, verfügt die Elektrode über eine spezielle Elektrodenstruktur, wobei auf geeignete Weise die Oberflächentextur, Rauigkeit, Struktur und/oder Geometrie bedarfsgerecht angepasst wird. Mithilfe einer Elektrode, die über eine derartige Elektrodenstruktur verfügt, wird während eines galvanischen Beschichtungsvorgangs aus dem Elektrolyten Metall gezielt auf die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes aufgebracht. Hierbei wird auf dem zu beschichtenden Gegenstand eine Beschichtung erzeugt, deren Grobstruktur in Abhängigkeit der gewählten Elektrodenstruktur gezielt ausgeführt ist. Darüber hinaus wird dieser Grobstruktur während des Beschichtungsvorgangs eine Feinstruktur überlagert, die Strukturen im Mikro- und Nanometerbereich aufweist. Diese Feinstruktur ist nicht reproduzierbar. Mit Hilfe des erfindungsgemäß ausgeführten Verfahrens lässt sich somit wiederum eine nicht reproduzierbare und damit einzigartige Markierung auf einen metallischen Gegenstand erzeugen.
In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein mittlerer Abstand zwischen der strukturierten Elektrode, die die Anode darstellt, und dem zu beschichtenden Gegenstand, der die Kathode bildet, auf einen Wert in einem Bereich von 1 bis 2000 µm eingestellt wird. Im Weiteren ist es von besonderem Vorteil, wenn eine Elektrodenstruktur mit Strukturhöhen von bis zu 2000 µm bezogen auf eine Fläche von 0,8 bis 1,2 cm², vorzugsweise von 1 cm² ein erzeugt werden. In diesem Zusammenhang wird allerdings auch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Lösung aus technischer Sicht nicht auf bestimmte Größenbereiche beschränkt ist. Vielmehr bilden in der Regel wirtschaftliche Randbedingungen, wie etwa die Kosten für das zur Herstellung einer strukturierten Elektrode verwendete Material, Grenzen für eine sinnvolle Anwendung der Erfindung.
Im Weiteren kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Elektrodenstruktur zwischen zwei Beschichtungsvorgängen, also insbesondere zwischen der Beschichtung von zwei unterschiedlichen Gegenständen, verändert wird. Hierbei ist es denkbar, dass die Elektrodenstruktur jeweils ein Muster oder eine Kombination von wenigstens zwei Mustern enthält. Weiterhin es denkbar, dass die Elektrodenstruktur fester Bestandteil der Elektrode ist, und um eine auf einem Metallgegenstand erzeugbare Grobstruktur einer strukturierten Beschichtung zu verändern, vollständig ausgetauscht wird. Ebenso ist es denkbar, dass die Elektrode über eine zumindest teilweise austauschbare Elektrodenstruktur verfügt.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn verschiedene Strukturelemente mit unterschiedlichen Mustern, Oberflächenrauigkeiten, Oberflächentexturen, und/oder geometrischen Elementen vorgesehen sind, die bedarfsgerecht an einer Elektrode befestigt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, strukturierte Beschichtungen mit einer individualisierten Grobstruktur zu erzeugen, indem zunächst bestimmte Strukturelemente allein und/oder wenigstens zwei Strukturelemente in Kombination ausgewählt und an der Elektrode befestigt werden und so während einer Beschichtung die Elektrodenstruktur der Elektrode bilden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach Herstellung der strukturierten Beschichtung ein Bild, eine sonstige Aufnahme, ein Messwert und/oder ein Datensatz erzeugt wird, der zumindest eine für die strukturierte Beschichtung spezifische Eigenschaft repräsentiert. Es werden somit mithilfe einer geeigneten Messung Messdaten erzeugt und vorzugsweise in einem Datenspeicher abgelegt, die spezifisch für die jeweils aufgebrachte strukturierte Beschichtung, insbesondere nicht nur für die Grobstruktur, sondern auch für die Feinstruktur, sind. Vorzugsweise wird das Bild, die sonstige Aufnahme, der Messwert und/oder der Datensatz wenigstens teilweise mit einer Röntgendiffraktometrie-, UV-/VIS-Spektroskopie-, Michelson-Interferometrie-, Reflektometrie- und/oder mit einer Speckle-Interferometrie-Messung erzeugt. Diese Messverfahren sind besonders geeignet, um die der Grobstruktur überlagerte Feinstruktur zu erfassen und damit einem Vergleich zweier Beschichtungen zur Verfügung zu stellen. In diesem Zusammenhang ist es auf vorteilhafte Weise denkbar, dass das Bild, die sonstige Aufnahme, der Messwert und/oder der Datensatz mit wenigstens einem zu einem anderen Zeitpunkt erzeugten und/oder anderweitig zur Verfügung gestellten Bild, sonstigen Aufnahme, Messwert und/oder Datensatz verglichen wird und auf der Grundlage des Vergleichs eine Information in Bezug auf einen Ähnlichkeitsgrad der verglichenen Bilder, sonstigen Aufnahmen, Messwerte und/oder Datensätze und damit hinsichtlich einer möglichen Identität der mit der untersuchten Beschichtung gekennzeichneten Gegenstände erzeugt wird. Diese technische Lösung ermöglicht somit die Überprüfung eines Gegenstandes dahingehend, ob es sich bei dem untersuchten Gegenstand um den zu einem anderen Zeitpunkt mit der initialen Beschichtung versehenen Gegenstand handelt. Da die Feinstruktur der auf der metallischen Oberfläche erzeugten strukturierten Beschichtung selbst bei Durchführung des gleichen Verfahrens unter Einsatz derselben Prozessparameter nicht reproduzierbar ist, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine nicht reproduzierbare und damit einzigartige Kennzeichnung eines Gegenstandes, der zumindest bereichsweise eine metallische Oberfläche aufweist, hergestellt werden.
Im Weiteren betrifft die Erfindung auch einen Metallgegenstand, insbesondere einen Metallgegenstand, der wenigstens teilweise ein Edelmetall aufweist, mit einer einzigartigen Markierung, die mit einem Apparat oder einer Vorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen erzeugt wurde. Die Erfindung bezieht sich somit auch auf Gegenstände, die zumindest bereichsweise eine metallische Oberfläche aufweisen und die über eine Markierung, die auf der Erfindung beruht, versehen sind. Besonders geeignet ist die Nutzung der erfindungsgemäßen technischen Lösung für die Kennzeichnung wertvoller, sicherheitsrelevanter oder ansonsten nachahmungsgefährdeter Gegenstände, sodass eine Nachahmung oder eine Fälschung der Gegenstände auf Grund der auf sie aufgebrachten, nicht reproduzierbaren strukturierten Beschichtung ausgeschlossen wird oder wenigstens nachweisbar ist. Besonders wesentlich hierfür ist, dass die mit einem erfindungsgemäß ausgeführten Apparat oder einem erfindungsgemäß ausgeführten Verfahren hergestellte strukturierte Beschichtung nicht einmal von einem Nutzer, der denselben Apparat und oder dieselben Verfahrensparameter verwendet, hergestellt werden kann. Im Weiteren ist es von Bedeutung, dass der erfindungsgemäße Apparat sowie das entsprechende Verfahren flexibel einsetzbar ist. So können mit Hilfe speziell ausgebildeter Elektroden nicht nur spezifische Strukturen auf einer Metalloberfläche erzeugt, sondern generell auch größere Oberflächen beschichtet und insbesondere katalytische Oberflächen gezielt vergrößert werden. Ein ganz spezielles Einsatzgebiet für die Erfindung stellt im Übrigen die Herstellung von optischen Sensoren mit plasmonischen Nanostrukturen dar. Die aufgebrachten metallischen Nanostrukturen können hierbei auf vorteilhafte Weise etwa als optische Wandler für biomolekulare Sensoren eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand spezieller Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1: Schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparats;
2: Gegenüberstellung zweier unterschiedlich ausgebildeter Elektrodenstrukturen;
3: Darstellung der Feldlinien sowie der resultierenden Stromdichte in einem Spalt zwischen unterschiedlich ausgeführten Elektrodenstrukturen und der zu beschichtenden Oberfläche;
4: Darstellung der Feldlinien sowie der resultierenden Strom- und Feldliniendichte bei gleichbleibender Spaltbreite und Veränderung der Strukturbreite der Elektrodenstruktur;
5: Draufsicht auf eine Elektrodenstruktur, die aus mehreren Strukturelementen mit unterschiedlichen, austauschbaren Oberflächenmustern gebildet wird;
6: Schematische Darstellung des Grundaufbaus eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparats;
7: Schnittansicht eines als Mikrozelle ausgeführten Apparats gemäß der Erfindung;
8: Schnittansicht eines als Stift ausgeführten Apparats gemäß der Erfindung;
9: Schnittansicht eines als Aufsatz ausgeführten Apparats gemäß der Erfindung;
10: Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparats;
11: Detailansicht eines Halters zur Aufnahme eines zu beschichtenden Gegenstandes sowie
12: Schematische Darstellung unterschiedlich ausgeführter Elektrodenstrukturen als Einzelstrukturen.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen erfindungsgemäß ausgeführten Apparat 1 zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf einen in einem galvanischen Bad angeordneten Metallgegenstand 3. In einem als Gefäß ausgeführten Elektrolytspeicher 4 befindet sich ein Galvanikbad mit dem Elektrolyten 7, der Metallionen des auf dem zu beschichtenden Gegenstand 3 abzuscheidenden Metalls aufweist. Als geeignete Elektrolyte 7 kommen grundsätzlich alle bekannten, insbesondere cyanidische, saure oder sulfidische Elektrolyte 7 in Frage. Im Galvanikbad mit dem Elektrolyten 7 sind die Elektrode 5, die eine spezielle Elektrodenstruktur 8 aufweist, sowie der zu beschichtende Metallgegenstand 3 angeordnet. Während des Beschichtungsvorgangs ist die Elektrode 5 mit ihrer Elektrodenstruktur 8 die Anode, die den positiven Pol bildet, der zu beschichtenden Metallgegenstand ist die Kathode, die den Minuspol bildet wobei Anode und Kathode mit einer Spannungsquelle derart in einen Stromkreis verschaltet sind, dass von der Anode durch den Elektrolyten 7 zur Kathode ein Strom fließt. Hierdurch wird aus den im Elektrolyten 7 gelösten Metallionen aufgrund einer an der Kathode ablaufenden Reduktionsreaktion eine entsprechend der Elektrodenstruktur 8 strukturierte Metallschicht auf der zu beschichtenden metallischen Oberfläche 2 abgeschieden.
Wesentlich an der in 1 gezeigten technischen Lösung ist, dass Elektrode 5 eine spezielle Elektrodenstruktur 8, hier mit gleichmäßigen, parallel angeordneten Gräben, aufweist, die derart ausgeführt ist, dass die jeweils gewünschte strukturierte Beschichtung, die eine Grob- und eine dieser überlagerte Feinstruktur aufweist, auf dem zu beschichtenden metallischen Gegenstand 3 erzeugt wird. Eine auf besondere Weise geformte Abdeckung oder Maske ist daher nicht erforderlich, um eine spezifisch strukturierte Beschichtung, die bevorzugt als Markierung genutzt wird, auf dem zu beschichtenden Gegenstand 3 zu erzeugen. Wie im Folgenden noch näher erläutert werden wird, sind ferner eine zentrale Steuereinheit 14 sowie wenigstens eine Stelleinheit 10 vorgesehen, sodass der Stromfluss, insbesondere ein Stromdichtegradient, im Spalt 11 zwischen der Anode der Kathode gezielt eingestellt und verändert werden kann. In diesem Zusammenhang ist die Stelleinheit 10 derart ausgeführt, dass eine Spaltbreite des Spalts 11, zwischen der Elektrode 5 mit ihrer Elektrodenstruktur 8 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 gezielt verändert und bedarfsgerecht mit hoher Positionier- und Lagegenauigkeit eingestellt werden kann.
Auf der zu beschichtenden metallischen Oberfläche 2 wird mithilfe der gezeigten Elektrode 5 eine strukturierte Beschichtung aufgebracht, die eine von der Ausführung der Elektrodenstruktur 8 abhängige Grobstruktur sowie eine spezifische Feinstruktur aufweist. In Abhängigkeit der Elektrodengröße, der gewählten Elektrodenstruktur und der Abscheidedauer lassen sich strukturierte Beschichtungen mit Strukturhöhen von einigen Nanometern, optimalerweise im Submillimeterbereich oder von 1 bis 100 mm erzeugen. Voraussetzung für die Erzeugung einer einzigartigen Feinstruktur ist unter anderem, dass der Abstand der Elektrode 5 mit ihrer Elektrodenstruktur 8 vom zu beschichtenden Gegenstand 3 sehr genau eingestellt werden kann, da für große Abstände die Inhomogenität der elektrischen Feldverteilung und damit die Individualisierung der Feinstruktur nachlassen würde. Ein Aspektverhältnis, also ein Verhältnis des Abstands von Elektrode 5 zum zu beschichtenden Gegenstand 3 zur Strukturbreite, also dem durchschnittlichen Abstand benachbarter Erhebungen oder Vertiefungen der Elektrodenstruktur 8 auf der Elektrode 5, sollte im einstelligen Bereich liegen und vorzugsweise 1 betragen.
2 zeigt die Gegenüberstellung zweier unterschiedlich ausgebildeter Elektrodenstrukturen 8, mit denen auf geeignete Weise eine strukturierte Beschichtung mit einer gewünschten Grobstruktur auf einem Metallgegenstand 3 herstellbar ist. Wesentlich ist, dass aufgrund des örtlich unterschiedlichen Abstandes zwischen der Elektrode 5 mit ihrer speziellen Elektrodenstruktur 8 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 die Metallabscheidung auf der zu beschichtenden Oberfläche 2 gezielt beinflussbar ist. In 2 a) und 2 b) ist deutlich erkennbar, dass im Bereich von Spitzen, Kanten oder anderen erhabenen Bereichen der Elektrodenstruktur 8 aufgrund der in diesem Bereich erhöhten Feldstärke und damit höheren Stromdichte signifikant höhere Abscheideraten als in benachbarten, andersartig ausgeformten Bereichen erzielbar sind. Wie die schematischen Darstellungen in 2 zeigen, kann die Elektrodenstruktur 8 der Elektrode 5 beispielsweise eine Mehrzahl von in Längsrichtung parallel verlaufenden Gräben gemäß 2 a) oder aber in einem Raster angeordnete, speziell ausgewählte Strukturelemente, etwa in Form von Zylindern, die von der Grundfläche abstehen, wie in 2 b) gezeigt, aufweisen.
Im Weiteren zeigt 3 die sich während eines Beschichtungsvorgangs einstellenden, die Stromdichte repräsentierenden Feldlinien jeweils bei Verwendung unterschiedlich ausgeführter Elektrodenstrukturen 8. Während sich in den drei Darstellungen a), b) und c) die Elektrodenstrukturen 8 unterscheiden, ist der zu beschichtenden metallische Gegenstand 3 in allen drei Fällen plattenförmig ausgebildet. Die Elektrodenstrukturen 8 verfügen jeweils über punktuelle oder lineare Erhebungen, zwischen denen sich Vertiefungen oder Gräben befinden. Es ist deutlich zu erkennen, dass in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Elektrodenstruktur 8 einer Elektrode 5 sowie des Abstandes zwischen der Elektrodenstruktur 8 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 unterschiedliche strukturierte Beschichtungen auf der Oberfläche 2 des jeweiligen plattenförmigen Metallgegenstandes 3 erzeugt werden. Für die Ausbildung der jeweiligen Feldlinien und damit der Stromdichte im Spalt 11 zwischen Elektrode 5 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 ist neben der Breite des Spalts 11 zwischen Elektrode 5 und zu beschichtender Oberfläche 2 die gewählte Elektrodenstruktur 8 entscheidend für die Struktur der aufgebrachten Beschichtung. In Abhängigkeit der gewünschten Grobstruktur werden entsprechend geeignete Strukturelement 12, etwa mit Halbkugeln, Spitzen, Zylinder, Tetraedern, Würfeln, Quadern und/oder anderen geometrischen Formen gewählt, um eine geeignete Elektrodenstruktur 8 zu erzeugen.
In Ergänzung zu 3 zeigt 4 nochmals in drei Darstellungen die sich während eines Beschichtungsvorgangs im Spalt 11 zwischen Elektrodenstruktur 8 und zu beschichtender Oberfläche 2 ausbildenden Feldlinien, die die Stromdichte im Spalt 11 repräsentieren. Der zu beschichtende Gegenstand 3 ist wiederum plattenförmig ausgebildet. In den drei in 4 gezeigten Betriebszuständen wurde, wie den 4 a), b), und c) zu entnehmen ist, jeweils eine der zu beschichtenden Oberfläche 2 zugewandte Elektrodenstruktur 8 mit spitzen Strukturelementen verwendet. Wesentlich ist, dass jeweils der Abstand zwischen benachbarten Elementen der Elektrodenstruktur 8, also die Strukturbreite, verändert wurde. Deutlich zu erkennen ist, dass der Abstand der einzelnen Elemente der Elektrodenstruktur 8 bei ansonsten gleichen Verfahrensparametern und Einstellungen einen erheblichen Einfluss auf die Grobstruktur der auf der zu beschichtenden Metalloberfläche 2 abgeschiedenen Beschichtung hat.
Die 3 und 4 verdeutlichen, dass es durch Variation der Strukturelemente 12 einer Elektrodenstruktur 8 möglich ist, Beschichtungen mit deutlich unterschiedlicher Grobstruktur auf einer metallischen Oberfläche 2 herzustellen. Die sich bei einem Beschichtungsvorgang einstellende Abscheiderate wird hierbei gezielt durch Variation der Strukturelemente 12 einer Elektrodenstruktur 8 verändert. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass eine Elektrodenstruktur 8 über eckige, kreisförmige, ovale oder beliebig anders geformte Strukturelemente 12 verfügt. Um die zuvor gezeigten Beschichtungen, die eine spezielle Grobstruktur aufweisen, erzeugen zu können, ist die Spaltbreite, also der Abstand zwischen der Elektrodenstruktur 8 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 sehr klein zu wählen, wobei es vorteilhaft ist, wenn dieser Abstand mithilfe einer geeigneten Stelleinheit 10 genau eingestellt und bedarfsgerecht variiert werden kann.
5 zeigt eine Draufsicht auf eine Elektrodenstruktur 8 einer Elektrode 5, wobei in diesem Fall wenigstens ein Befestigungselement 9 vorgesehen ist, um mit speziellen Mustern 13 versehene Strukturelemente 12 einzeln oder in Kombination austauschbar an der Elektrode 5 zu befestigen. Denkbar ist beispielsweise, dass im Bereich der Elektrode 5 eine Nut vorgesehen ist, in die die entsprechenden Strukturelemente 12, die auf ihrer Oberfläche wenigstens bereichsweise über spezifische Muster 13 verfügen, je nach der gewünschten Elektrodenstruktur 8 eingeführt und so miteinander kombiniert werden. Eine Fixierung des wenigstens einen, jeweils ein spezielles Muster 13 aufweisenden Strukturelements 12 in der gewünschten Position kann etwa mithilfe einer Schraube erfolgen. In 5 sind beispielhaft vier Strukturelemente 12 mit unterschiedlichen Mustern 13 dargestellt, die nebeneinander an der Elektrode 5 befestigt worden sind, sodass während eines galvanischen Beschichtungsvorgangs in Abhängigkeit der gewählten Kombination von Strukturelementen 12 mit unterschiedlichen Mustern 13 eine strukturierte Beschichtung mit einer Grobstruktur erzeugt wird. Durch eine Veränderung der Anordnung der Strukturelemente 12 mit ihren Mustern 13 können gezielt verschiedene Beschichtungen mit unterschiedlichen Grobstrukturen auf einer metallischen Oberfläche 2 abgeschieden werden.
6 zeigt eine schematische Verschaltung eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparates 1 zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine metallhaltige Oberfläche 2 eines Gegenstandes 3, insbesondere eines vollständig aus Metall bestehenden Gegenstandes 3. Wesentlich für die Erfindung ist, dass keine oder teilweise homogene, sondern vielmehr eine gezielt strukturierte Beschichtung der zu beschichtenden Oberfläche 2 realisiert werden soll. Insbesondere soll die Beschichtung eine zumindest nahezu reproduzierbare Grobstruktur sowie eine nicht reproduzierbare Feinstruktur aufweisen, sodass auch die entsprechende Kombination einer Grobstruktur mit einer spezifischen Feinstruktur nicht reproduzierbar ist.
Der in 6 gezeigte Apparat 1 verfügt als Elektrolytspeicher 4 über einen Behälter mit einem Elektrolyten 7, in dem eine Elektrode 5 mit einer bedarfsgerecht geformten Elektrodenstruktur 8 sowie eine Aufnahme 15 für einen zu beschichtenden Metallgegenstand 3 angeordnet sind. Während des galvanischen Beschichtungsvorgangs sind die strukturierte Elektrode 5, die die Anode bildet, und der zu beschichtende Metallgegenstand 3, der die Kathode bildet, mit einer Spannungsquelle 6 in einem elektrischen Stromkreis angeordnet, sodass von der Anode ein Strom durch den Elektrolyten 7 zur Kathode fließt, wobei durch eine Reduktionsreaktion aus im Elektrolyt 7 gelösten Metallionen ein Metall auf dem Metallgenstand 3 abgeschieden wird.
Gemäß der in 6 gezeigten Ausführungsform ist ein Abstandhalter 16 vorgesehen, durch den der benötigte Abstand zwischen der strukturierten Elektrode 5 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 sicher einstellbar und einhaltbar ist. Ferner ist ein Rührelement 17 vorgesehen, durch das bei Bedarf der Elektrolyt 7 zumindest bereichsweise in eine Strömungsbewegung versetzt wird, vor allem, um im Elektrolytbad Konzentrationsunterschiede in Bezug auf die im Elektrolyten 7 gelösten Metallionen zu verhindern oder zumindest zu minimieren. Ergänzend ist im Bereich des Spaltes 11 zwischen Elektrode 5 und zu beschichtender Oberfläche 2 wenigstens ein strömungsleitendes Element 18 in Form eines Lochblechs angeordnet, durch das, insbesondere aufgrund der Ausnutzung eines Düseneffekts, ebenfalls eine gewisse Strömung innerhalb des Elektrolytbads schergestellt wird. Alternativ oder ergänzend kann die strukturierte Elektrode selbst Löcher aufweisen und/oder die spezielle Elektrodenstruktur über geeignete Löcher verfügen.
Die Strömung verhindert eine dauerhafte störende Bildung von eventuell in Abhängigkeit der gewählten Prozessparameter auftretenden Gasblasen an den Elektroden. Darüber hinaus verfügt der in 6 gezeigte Apparat 1 über eine Stelleinheit 10, über die ein Positionierung der Elektrode 5 relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche 2 des in der Aufnahme15 fixierten Metallgegenstandes 3 erfolgt.
7 zeigt eine spezielle Ausgestaltung eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparates 1 als sogenannten Mikrozelle. Eine derartige Mikrozelle stellt ein hochintegratives Werkzeug dar, in dem auf vergleichsweise engem Raum eine Elektrode 5 mit einer bedarfsgerecht geformten Elektrodenstruktur 8, ein Elektrolytspeicher 4 sowie eine Aufnahme 15 oder ein Anschlag für eine zu beschichtende metallhaltige Oberfläche 2 eines Gegenstandes 3 kombiniert sind. Generell ist es denkbar, auch eine Spannungsquelle 6, eventuell mit einem Fach für wenigstens eine Batterie oder einen Akkumulator, in einem derartigen Werkzeug vorzusehen, sodass dieses mobil, tragbar und autark einsetzbar ist. Zur Beschichtung einer metallhaltigen Oberfläche 2 ist das in 7 dargestellte Werkzeug als Aufsatz ausgeführt, der an der gewünschten Stelle auf einen zu kennzeichnenden Gegenstand 3 aufgesetzt wird. Nach Aufsetzen des Aufsatzes auf den zu beschichtenden Gegenstand 3 wird die Elektrode 5 mit ihrer Elektrodenstruktur 8 und die zu beschichtende Oberfläche 2 mit dem Elektrolyten 7, der Metallionen aufweist, in Kontakt gebracht. Aufgrund eines durch den Elektrolyten 7 fließenden Stroms kann wiederum eine gezielte Abscheidung eines Metalls durch Reduktion von Metallionen aus dem Elektrolyten 7 auf der zu beschichtenden Oberfläche 2 erfolgen. Auch in diesem Fall stellt die geeignet ausgebildete Elektrodenstruktur 8 sicher, dass auf der zu beschichtenden Oberfläche 2 eine Beschichtung mit einer spezifischen Grobstruktur und einer diese überlagernde Feinstruktur hergestellt wird.
8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer derartigen Mikrozelle, die in diesem Fall die gleichen Komponenten, wie sie im Zusammenhang mit 7 erläutert wurden, aufweist, aber stiftförmig ausgebildet ist.
Unabhängig von der Ausgestaltung als Aufsatz oder Stift verfügt eine solche Mikrozelle bzw. ein solches Werkzeug über einen Abstandhalter 16 oder und ein Dichtelement 19, das während des Beschichtungsvorgangs in Kontakt zu dem zu beschichtenden Gegenstand 3 steht, und kann beliebig auf einen Gegenstand 3, beispielsweise einen Metallgegenstand, wie es in 9 gezeigt ist, aufgesetzt werden und somit in Abhängigkeit der gewählten Elektrodenstruktur 8 eine Beschichtung, bestehend aus Grobstruktur und einer dieser überlagerten Feinstruktur, aufbringen.
Da die Feldstärke an der Elektrode 5 und damit die Stromdichte mit dem Quadrat des Abstandes zwischen Elektrode 5 und zu beschichtendem Gegenstand 3 abnimmt, ist die Einstellung oder Einstellbarkeit eines möglichst kleinen Abstandes vorteilhaft, um die gewünschte strukturierte Beschichtung herstellen zu können. Dies wird vorzugsweise mit Hilfe geeigneter Abstandhalter 16 und/oder einer Stelleinheit 10 erreicht. Besonders bevorzugt ist eine Stelleinheit 10 vorgesehen, die über einen Piezoantrieb verfügt, um die jeweils erforderlichen Verstellungen mit der benötigten Positioniergenauigkeit vorzunehmen. Im Weiteren ist aufgrund des geringen Abstandes zu beachten, dass sich während der galvanischen Abscheidung ein Gradient in der Elektrolytkonzentration ausbildet, da es im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche 2 zu einer stärkeren Abnahme der im Elektrolyten 7 gelösten Metallionen als in anderen Bereichen kommt. Aus diesem Grund sind bei einem erfindungsgemäß ausgeführten Apparat 1, insbesondere wenn dieser als Mikrozelle gestaltet ist, strömungsleitende Elemente 18 vorgesehen, um die ausreichende Durchmischung des Elektrolyten 7 zu gewährleisten. Hierzu können etwa mikrogelochte Zuführungen in der strukturierten Elektrode 5, Mikrodüsen oder Mikrorührer und/oder vergleichsweise kleine Zuleitungen in Richtung des Spaltes 11 zwischen Elektrode 5 und zu beschichtender Oberfläche 2 gehören.
10 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen erfindungsgemäß ausgeführten Apparat 1 zur Herstellung einer strukturierten Beschichtung auf der metallischen Oberfläche 2 eines Gegenstandes 3, insbesondere eines vollständig aus Metall bestehenden Gegenstandes 3. Hierbei ist ein Geräteträger 20 als tragende Grundstruktur vorgesehen, an dem eine Mehrzahl relativ zum Geräteträger 20 bewegbaren Elementen angeordnet sind. Auf dem Geräteträger 20 ist als Elektrolytspeicher 4 ein Elektrolytbehälter angeordnet, in dem ein Elektrolyt 7 mit Metallionen bevorratet wird. Innerhalb des Elektrolytbehälters befindet sich eine Elektrode 5 mit einer in Abhängigkeit der herzustellenden Beschichtung ausgeführten speziellen Elektrodenstruktur 8, die in den Elektrolyten 7 eintaucht und von einem Anodenhalter 21 gehalten wird. Oberhalb des Anodenhalters 21 und mit diesem verbunden befindet sich erste Stelleinheit 10a, die eine Bewegung des Anodenhalters 21 mit der daran befestigten Anode in der Zeichenebene von rechts nach links ermöglicht. Mit Hilfe dieser Stelleinheit 10 wird die strukturierte Elektrode 5, die während des Beschichtungsvorgangs die Anode bildet, relativ zu der zu beschichtenden Oberfläche 2 bewegt.
Ebenfalls innerhalb des Elektrolytbehälters, in einer Aufnahme 16 fixiert und von einem Kathodenkontaktdraht 22 aus Platin kontaktiert, befindet sich der zu beschichtende Metallgegenstand 3. Wird an den Metallgegenstand 3 und die Elektrode 5 eine Spannungsquelle 6 angeschlossen und aktiviert, fließt ein Strom von der Elektrode 5 mit ihrer Elektrodenstruktur 8, die hier die Anode und damit den Pluspol darstellt, ein Strom zu dem zu beschichtenden Metallgegenstand 3, der die Kathode, also den Minuspol bildet. Hierbei werden in dem Elektrolyten 7 gelöste Metallionen aus diesem herausgelöst und aufgrund einer Reduktionsreaktion die entsprechenden Metallschicht auf dem zu beschichtenden Gegenstand 3 abgeschieden. Durch die auf geeignete Weise gewählte Elektrodenstruktur 8 wird auf den Metallgegenstand 3 eine Metallbeschichtung mit einer spezifischen Grobstruktur und einer diese überlagernde Feinstruktur aufgebracht.
In diesem Zusammenhang ist es etwa denkbar, als Kathode einen zu beschichtenden metallischen Barren zu verwenden, der mithilfe einer auf der dem metallischen Barren während des Beschichtungsvorgangs zugewandten Oberfläche strukturierten Elektrode 5 beschichtet wird. Auf diese Weise können gezielt Markierungen, die nicht reproduzierbar sind, auf einer Metalloberfläche oder andere wertvolle Gegenstände aufgebracht werden.
Wie bereits zuvor erläutert, lässt sich mithilfe des in 10 gezeigten Apparats 1 im Wege einer galvanischen Beschichtung auf dem zu beschichtenden Gegenstand 3 sowohl eine Grob- als auch eine Feinstruktur abscheiden. Die Grobstruktur der auf den Metallgegenstand 3 aufgebrachten Beschichtung wird erfindungsgemäß durch Bereitstellung einer auf geeignete Weise ausgeführten Elektrodenstruktur 8 einer Elektrode 5 erzeugt und lässt sich durch Veränderung der Elektrodenstruktur 8 ebenfalls verändern. Die Feinstruktur, die sich der Grobstruktur überlagert, lässt sich demgegenüber nicht gezielt beeinflussen und ist vor allem selbst bei Verwendung desselben Apparates 1 und derselben, vom Bediener einstellbaren Prozessparameter nicht reproduzierbar.
Mit dem in 10 dargestellten Apparat 1 können daher nicht reproduzierbare Markierungen auf einem Metallgegenstand 3 erzeugt werden, sodass eine entsprechende Markierung als einzigartig anzusehen ist.
Unterhalb des Elektrolytbehälters ist ein Behälterhalter 23 vorgesehen, in dem der Elektrolytbehälter fixiert ist und der mithilfe einer geeigneten zweiten Stelleinheit 10b in zwei Richtungen bewegbar ist, die nicht mit der Bewegungsrichtung der oberhalb des Elektrolytbehälters angeordneten Stelleinheit 10a, an der der Anodenhalter 21 befestigt ist, zusammenfallen. Vielmehr sind die beiden Stelleinheiten 10a, 10b derart ausgeführt, dass sich mit ihnen drei Bewegungsrichtungen realisieren lassen, die orthogonal zueinander angeordnet sind.
Im Übrigen verfügt der in 10 gezeigte Apparat 1, der über eine geeignete Steuereinheit 14 zur Ansteuerung der beiden Stelleinheiten 10a, 10b. Eine besondere Funktion der Steuereinheit 14 mit den daran angebundenen Stelleinheiten 10a, 10b besteht darin, den Abstand zwischen der Elektrode 5 und der zu beschichtenden Oberfläche 2 möglichst exakt auf einen vorgegebenen Wert einzustellen oder zu verändern.
Ergänzend zeigt 11 einen Teil eines erfindungsgemäß ausgeführten Apparates 1 zur strukturierten Beschichtung der metallischen Oberfläche 2 eines Gegenstandes 3. Hierbei zeigt 11 eine Aufnahme 15, in der der zu beschichtenden Gegenstand 3 für den Beschichtungsvorgangs fixierbar ist. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem zu beschichtenden Gegenstand 3 um ein plattenförmiges Metallelement mit einer 1 cm² großen polierten Oberfläche 2. Für eine erfindungsgemäße Beschichtung sind generell alle Gegenstände 3 geeignet, die aus Metall sind oder zumindest eine metallische Oberfläche 2 aufweisen. Auf den Oberfläche 2 dieser Gegenstände 3 kann mit einem erfindungsgemäß ausgeführten Apparat 1 und der entsprechenden Verfahren eine strukturierte Beschichtung hergestellt werden. Gemäß 11 erfolgt die Kontaktierung des zu beschichtenden Gegenstandes 3, der während des Beschichtungsvorgangs die Kathode, also den Minuspol bildet, über einen Kathodenkontaktdraht 22 aus Platin. Die Aufnahme 15, in der der zu beschichtende Gegenstand 3, hier ein Plattenelement fixiert wird, ist aus einem elektrisch nichtleitenden Material, sodass ein Stromfluss während des Beschichtungsvorgangs ausschließlich zwischen der Elektrodenstruktur 8 der Elektrode 5 und dem zu beschichtenden Gegenstand 3 erfolgt.
Abschließend zeigt 12 eine Mehrzahl von Elektroden 5 mit unterschiedlichen Elektrodenstrukturen 8, die die Beschichtung einer metallischen Oberfläche 2 eines Gegenstandes 3, insbesondere eines Metallgegenstandes 3, ermöglichen. In Abhängigkeit der gewählten Elektrodenstruktur 3 bzw. der einzelnen Strukturelemente 12 einer derartigen Elektrodenstruktur 8 können gezielt strukturierte Schichten auf einer metallischen Oberfläche 2 erzeugt werden, die als Markierung des Gegenstandes 3 geeignet sind. Wesentlich ist, dass die auf der metallischen Oberfläche 2 abgeschiedene strukturierte Beschichtung eine Grobstruktur und eine dieser überlagerten Feinstruktur aufweist. Während die Grobstruktur zumindest im Wesentlichen gezielt auf der Grundlage der jeweils ausgewählten Elektrodenstruktur 8 erzeugbar ist, lässt sich die Feinstruktur der strukturierten Beschichtung nicht zielgerichtet beeinflussen. Insbesondere die Feinstruktur einer strukturierten Beschichtung ist somit nicht reproduzierbar herstellbar. Die Feinstruktur kann hierbei nicht mit bloßem Auge erkannt werden, sondern es sind spezielle Messverfahren, etwa die Röntgendiffraktometrie, die UV-/VIS-Spektroskopie, die Michelson-Interferometrie, die Reflektometrie und/oder die Speckleinterferometrie erforderlich, um eine entsprechende Feinstruktur zu detektieren bzw. deren Eigenschaften zu erfassen und datentechnisch zu sichern.
Vor allem in Abhängigkeit der zeitlichen Dauer eines Beschichtungsvorgangs ist es in Bezug auf die erzeugte Grobstruktur denkbar, dass diese entweder mit dem bloßen Auge erkennbar ist oder aber hierfür ebenfalls zusätzliche technische Einrichtungen, wie etwa eine Lupe oder ein Mikroskop, erforderlich sind.
Da sich durch Auswahl einer geeignet ausgeführten Elektrodenstruktur 8 sowie durch Kombination von Strukturelementen 12 mit unterschiedlichen Mustern 13 zur Ausbildung einer speziellen Elektrodenstruktur 8 generell beliebig viele unterschiedliche Grobstrukturen mit verhältnismäßig geringem Aufwand herstellen lassen und darüber hinaus vor allem die diesen überlagerten Feinstrukturen auch unter Verwendung desselben Apparates 1 und derselben Verfahrensparameter nicht reproduzierbar sind, stellt die beschriebene technische Lösung eine bevorzugte Möglichkeit dar, um beispielsweise besonders wertvolle oder sicherheitsrelevante Gegenstände 3 einzigartig zu markieren und so eine Nachahmung und/oder Betrugsversuche zuverlässig zu verhindern oder zumindest nachweisbar zu machen.
Bezugszeichenliste

1: Apparat zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung
2: Oberfläche eines Metallgegenstandes
3: Metallgegenstand
4: Elektrolytspeicher
5: Elektrode
6: Spannungsquelle
7: Elektrolyt
8: Elektrodenstruktur
9: Befestigungselement
10: Stelleinheit
10 a: erste Stelleinheit
10 b: zweite Stelleinheit
11: Spalt
12: Strukturelement
13: Muster
14: Steuereinheit
15: Aufnahme für Metallgegenstand
16: Abstandhalter
17: Rührelement
18: strömungsleitendes Element
19: Dichtelement
20: Geräteträger
21: Anodenhalter
22: Kathodenkontaktdraht
23: Behälterhalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0370239 A1 [0004]
WO 2016/098087 A1 [0005]

Claims

Apparat (1) zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine Oberfläche (2) eines Metallgegenstandes (3), mit einem Elektrolytspeicher (4), in dem ein Elektrolyt (7), der Metallionen aufweist, angeordnet ist und der derart eingerichtet ist, dass der Elektrolyt (7) während eines Beschichtungsvorgangs zumindest mit einem zu beschichtenden Bereich der Oberfläche (2) des Metallgegenstandes (3) in Kontakt bringbar ist, mit einer Elektrode (5), die zumindest während des Beschichtungsvorgangs mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt steht und zumindest an einem vom Elektrolyt (7) kontaktierten Oberflächenbereich ein Metall aufweist, und mit einer Schnittstelle zur Anbindung einer Spannungsquelle (6), die während des Beschichtungsvorgangs mit dem Metallgegenstand (3) und der Elektrode (5) derart in einem elektrischen Stromkreis verschaltet ist, dass die mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt stehende Elektrode (5) eine Anode und der zu beschichtende, mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Metallgegenstand (3) eine Kathode bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) auf einer während des Beschichtungsvorgangs dem Metallgegenstand (3) zugewandten Oberfläche eine Elektrodenstruktur (8) aufweist, die in Abhängigkeit der Oberflächentextur, Form und/oder Geometrie der auf die Oberfläche (2) des Metallgegenstandes (3) aufzubringenden Beschichtung ausgeführt ist.
Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Elektrodenstruktur (8) zumindest während des Beschichtungsvorgangs wenigstens zwei unterschiedliche Muster, Formen und/oder Geometrien aufweist.
Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) wenigstens ein Befestigungselement (9) aufweist, um zumindest eine Elektrodenstruktur (8) ganz oder teilweise austauschbar mit der Elektrode (5) zu verbinden.
Apparat nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stelleinheit (10) zur Einstellung einer Breite eines während des Beschichtungsvorgangs zwischen der Elektrode (5) und dem Metallgegenstand (3) gebildeten Spalts (11) vorgesehen ist.
Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen der Breite des Spalts (11) und einem durchschnittlichen Abstand benachbarter Erhebungen und/oder Vertiefungen der Elektrodenstruktur (8) einen Wert X annimmt und/oder durch eine Stelleinheit (10) auf einen Wert X einstellbar ist, für den 9 ≥ X ≥ 1 gilt.
Apparat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) zumindest abschnittsweise in dem während des Beschichtungsvorgangs vom Elektrolyten (7) kontaktierten Bereich Platin aufweist.
Verfahren zur Aufbringung einer strukturierten Beschichtung auf eine Oberfläche (2) eines Metallgegenstandes (3), bei dem - in einem Elektrolytspeicher (4) ein Elektrolyt (7), der Metallionen aufweist, bevorratet und der Elektrolyt (7) während eines Beschichtungsvorgangs zumindest mit einem zu beschichtenden Bereich der Oberfläche (2) des Metallgegenstandes (3) in Kontakt gebracht wird, - eine Elektrode (5) aus einem Metall oder zumindest ein mit einem Metall beschichteter Oberflächenbereich der Elektrode (5) während des Beschichtungsvorgangs mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt gebracht wird, und bei dem - eine Spannungsquelle (6), der Metallgegenstand (3) und die Elektrode (5) während des Beschichtungsvorgangs derart in einem elektrischen Stromkreis verschaltet werden, dass die mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt stehende Elektrode (5) eine Anode und der zu beschichtende, mit dem Elektrolyten (7) in Kontakt stehende Metallgegenstand (3) eine Kathode bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (7) mit zumindest einer in einem Bereich ihrer Oberfläche angeordneten Elektrodenstruktur (8) bereitgestellt wird, die in Abhängigkeit einer Oberflächentextur, Form und/oder Geometrie der auf den Metallgegenstand (3) aufzubringenden strukturierten Beschichtung ausgeführt wird und dass die Elektrode (5) während des Beschichtungsvorgangs zumindest zeitweise derart im Elektrolyten (7) angeordnet wird, dass die Elektrodenstruktur (8) dem Metallgegenstand (3) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Elektrodenstruktur (8) und der zu beschichtenden Oberfläche (2) ein Spalt (11) mit einer mittleren Spaltbreite eingestellt wird, sodass ein Verhältnis zwischen der Spaltbreite und einem durchschnittlichen Abstand benachbarter Erhebungen und/oder Vertiefungen der Elektrodenstruktur (8) einen Wert X annimmt, für den 9 ≥ X ≥ 1 gilt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenstruktur (8) zwischen zwei Beschichtungsvorgängen verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elektrodenstruktur (8) mittels eines Befestigungselements (9) austauschbar an der Elektrode (5) befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenstruktur (8) aus wenigstens zwei Strukturelementen (12) mit unterschiedlichen Mustern (13) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellung der strukturierten Beschichtung ein Bild, eine sonstige Aufnahme, ein Messwert und/oder ein Datensatz erzeugt wird, der zumindest eine für die strukturierte Beschichtung spezifische Eigenschaft repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild, die sonstige Aufnahme, der Messwert und/oder Datensatz wenigstens teilweise mit einer Röntgendiffraktometrie-, UV/VIS-Spektroskopie-, Michelson-Interferometrie-, Reflektometrie- und/oder einer Speckle-Interferometrie-Messung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild, die sonstige Aufnahme, der Messwert und/oder Datensatz mit wenigstens einem zu einem anderen Zeitpunkt erzeugten und/oder anderweitig zur Verfügung gestellten Bild, sonstigen Aufnahme, Messwert und/oder Datensatz verglichen wird und auf der Grundlage des Vergleichs eine Information in Bezug auf einen Ähnlichkeitsgrad der verglichenen Bilder, sonstigen Aufnahmen, Messwerte und/oder Datensätze erzeugt wird.
Metallgegenstand (3), insbesondere Metallgegenstand (3), der wenigstens teilweise ein Edelmetall aufweist, mit einer einzigartigen strukturierten Beschichtung hergestellt mit dem Apparat (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 oder mit dem Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11.