Die Zukunft der Lasergravur

Diamantbericht...Der Einsatz von Lasern zur Markierung von Diamanten ist eine branchenweite Praxis. Bei diesem Verfahren, das auch als Lasergravur oder Laserbeschriftung bezeichnet wird, wird eine Nummer des Bewertungsberichts oder ein Markenzeichen auf einen Diamanten aufgebracht - in der Regel an einer unauffälligen Stelle wie der Rundiste-, um seine Identität zu bestätigen und zu sichern.

"So können die Verbraucher überprüfen, ob der Stein mit der Diamantexpertise übereinstimmt", sagt Roland Lorie, CEO des International Gemological Institute (IGI), und fügt hinzu, dass das in Antwerpen ansässige Labor "ein starker Befürworter der Lasergravur ist".

Die in der Branche erhältlichen Laser lassen sich grob in "heiß" und "kalt" einteilen - der Hauptunterschied liegt in den verwendeten Wellenlängen.

Heißlaser arbeiten mit einer Wellenlänge von über 220 Nanometern und können bis in den Infrarotbereich reichen, so David Benderly, Präsident und CEO von PhotoScribe Technologies, einem Hersteller von kundenspezifischen Lasersystemen. Das bedeutet, "dass der Strahl in der Lage ist, die Oberfläche des Diamanten zu durchdringen und in den Stein selbst einzudringen", sagt er - allerdings kann dies "Spannungen im Kristall und Mikrobrüche" verursachen. Aus diesem Grund werden Steine, die dem Heißlaserverfahren unterzogen werden, einer Vorbehandlung unterzogen, um sie vor solchen Brüchen zu schützen.

Im Gegensatz dazu wird beim kalten Laserabtrag, wie bei den LMS SurfaceScribe-Geräten von PhotoScribe, keine Wärme auf das umgebende Diamantmaterial übertragen. Diese Methode hinterlässt eine "glatte und spannungsfreie Oberfläche", erklärt Benderly. "Kaltlaser erzeugen eine qualitativ bessere Markierung. Damit ein Laser zu 100 % sicher für die Diamantbeschriftung ist, muss er im tiefen ultravioletten (UV) Bereich liegen, wie z. B. ein 193-Nanometer-Laser, und eine kurze Pulsdauer haben."

Die längere Pulsdauer von Heißlasern bedeutet, dass der Diamant der Wirkung des Lasers länger ausgesetzt ist, was die Gefahr von Brüchen im Stein erhöht.

Beide Lasertypen verwenden einen Photonenstrahl, um Markierungen in den Stein "einzubrennen", indem sie den Diamanten in Graphit und amorphen Kohlenstoff umwandeln. Dadurch entsteht eine kontrastreiche schwarze Inschrift, die mit einer Lupe oder einem Mikroskop lesbar ist. Verständlicherweise ziehen es die meisten vor, diese dunklen Markierungen auf der Rundiste anzubringen, statt an einer besser sichtbaren Stelle.

Das britische Lasertechnologieunternehmen Opsydia hat jedoch vor kurzem sein D4000 Surface ID System auf den Markt gebracht, das sich auf die Verbesserung des Verfahrens und des Ergebnisses konzentriert. "Wir haben einen Laserprozess entwickelt, mit dem transparente und ultrapräzise Merkmale durch saubere Ablation in sehr geringen Tiefen von weniger als 50 Nanometern und mit höheren Geschwindigkeiten als bei bestehenden Technologien erzeugt werden können", erklärt Andrew Rimmer, CEO von Opsydia.

Entscheidend ist, dass dabei keine Bedingungen geschaffen werden, die eine Umwandlung von Kohlenstoff in Graphit bewirken, so dass schwarze Flecken vermieden werden. "Unsere Nano-IDs werden unter der Oberfläche angebracht, um die Identität eines Diamanten zu sichern. Sie haben keinen Einfluss auf den Reinheitsgrad und sind mit einem Standardmikroskop nicht sichtbar", sagt Rimmer.

Unter der Oberfläche liegende Methoden, die über die Rundistenbeschriftung hinausgehen, bieten einige vielversprechende Möglichkeiten. Zum Beispiel, so Lorie, "ist die Gravur eines QR-Codes, der nur wenige Mikrometer groß ist, machbar. Die Technologie wird ständig verbessert, und wir gehen davon aus, dass wir mehr davon auf dem Markt sehen werden".

Dennoch warnt er, "dass man sich nicht allein auf die Lasergravur verlassen kann, da es betrügerische Laserbeschriftungen gibt. Die Verbraucher müssen bei einem zuverlässigen Juwelier kaufen und ihren Bericht online überprüfen. Eine weitere Sicherheitsebene, die IGI bietet, ist das fälschungssichere Siegel".

In diesem Sinne kanalisiert das De Beers Institute of Diamonds seine Energien in ein "proprietäres Beschriftungsverfahren" auf der Tafeloberfläche von Diamanten. "Es geht darum, über die Standardlaser hinauszugehen, da diese alte Technologie leicht nachgeahmt werden kann", erklärt Jamie Clark, der Leiter der weltweiten Aktivitäten des Instituts. "Bei der Tisch- oder Oberflächenbeschriftung wird eine Nicht-Lasertechnologie verwendet, um Mikrometer des Diamantmaterials zu entfernen, ohne dass es zu Gewichtsverlusten kommt, sogar bis zu sechs Dezimalstellen, und ohne dass der Karbonisierungseffekt auftritt."

De Beers hat die Einzelheiten seiner Technik nicht bekannt gegeben. Eine Methode ohne Laser, die einen ähnlichen Effekt hat, ist der Einsatz von fokussierten Ionenstrahlen, die Substrate mit elektrisch geladenen Teilchen beschießen und das Material Atom für Atom abtragen, anstatt es wegzubrennen. Diese Nanomarkierungstechnologie wird bei Chow Tai Fook eingesetzt und bildet die Grundlage für die T-Mark-Kollektion des in Hongkong ansässigen Juweliers, die 2017 erstmals vorgestellt wurde.

Es ist klar, dass die Lasergravur, die in der Diamantenindustrie allgegenwärtig ist, jetzt als Ausgangspunkt für Innovationen dient, die das ständige Streben des Marktes nach Rückverfolgbarkeit und Transparenz widerspiegeln.