DE102013215739A1

DE102013215739A1 - Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen

Info

Publication number: DE102013215739A1
Application number: DE102013215739.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Kunzer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2033-08-10
Also published as: DE102013215739B4

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung (1) zur Mikrostrukturierung von Oberflächen (4), welche Vorrichtung (1) ein drehbar gelagertes Abrollelement (2), eine Prägematrize (3) und eine UV-Lichtquelle (5) aufweist, wobei die Prägematrize (3) ein Negativ einer zu prägenden Mikrostruktur aufweist und außen umlaufend derart an dem Abrollelement (2) angeordnet ist, dass das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur auf der dem Abrollelement (2) abgewandten Seite der Prägematrize (3) angeordnet ist und wobei die UV-Lichtquelle (5) für eine Aushärtung der Mikrostruktur ausgebildet und im Inneren des Abrollelements (2) angeordnet ist. Wesentlich, dass die UV-Lichtquelle (5) als UV-LED-Element (5) ausgebildet ist und dass die Vorrichtung (1) eine Steuereinheit und ein Erfassungsmittel (15) zum Messen einer physikalischen Größe aufweist, welche physikalische Größe einer Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements (2) entspricht, wobei Steuereinheit, Erfassungsmittel (15) und UV-LED-Element (5) derart zusammenwirkend ausgebildet sind, dass die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements (5) in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements (2) relativ zu der Oberfläche (4) regelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Mikrostrukturierung von Oberflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Es sind Vorrichtungen zur Mikrostrukturierung von Oberflächen bekannt, welche eine Prägematrize und eine UV-Lichtquelle aufweisen. Die Prägematrize weist zur Mikrostrukturierung der Oberfläche ein Negativ einer zu prägenden Mikrostruktur auf und ist außen umlaufend derart an dem Abrollelement angeordnet, dass das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur auf der dem Abrollelement abgewandten Seite der Prägematrize angeordnet ist. Die UV-Lichtquelle ist für eine Aushärtung der Mikrostruktur ausgebildet.
Bei der Mikrostrukturierung wird das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur von der Prägematrize in eine Oberfläche, z. B. einen noch feuchten viskosen Lack auf einer Oberfläche abgeformt, d. h. aufgeprägt. Die Aushärtung der strukturierten Oberfläche erfolgt durch Bestrahlung der zu strukturierenden Oberfläche durch die UV-Lichtquelle.
Beispielsweise ist aus der DE 103 46 124 A1 eine Vorrichtung zur Strukturierung von Oberflächen bekannt, welche mittels verfahrbarer Andruckwalzen eine Mikrostruktur auf Oberfläche prägt und die geprägte Mikrostruktur mittels Erwärmen oder Bestrahlen mit einer Quecksilberdampflampe aushärtet.
Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind, dass typischerweise Quecksilberlampen bzw. mit Pb, Fe, Ga/IN dotierte Metallhalogenlampen eingesetzt werden. Aus dem recht breiten Spektralbereich dieser Lampen sind vor allem die UVA-Linien für die Aushärtung der Oberfläche entscheidend. In diesem Bereich liegt die Effizienz dieser Lampen bei ca. 7%. Insbesondere ein hoher unerwünschter UVC-Anteil von bis zu 15% führt durch Ozonbildung und seine hautkrebsfördernde Wirkung zu einem hohen sicherheitstechnischen Aufwand im Umgang mit diesen Lampen. Hinzu kommt, dass aufgrund der aufwändigen Vorschaltgeräte, der Größe der Lampen, der Vorwärmzeit, der hohen Betriebsspannung, der Zerbrechlichkeit, des Quecksilbergehalts und der Wärmeentwicklung solche Lampen für mobile, handgehaltene Werkzeuge nicht geeignet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen und ein Verfahren zur Mikrostrukturierung von Oberflächen zur Verfügung zu stellen, welches einfach und flexibel eingesetzt werden kann, insbesondere eine handgehaltene Bedienung ermöglicht und somit eine kostengünstige Mikrostrukturierung sowohl von flachen als auch komplexen dreidimensionalen Bauteilen mit gekrümmten Oberflächen ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15. Vorzugsweise Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung finden sich in den Ansprüchen 2 bis 14. Hiermit wird der Wortlaut sämtlicher Ansprüche explizit per Referenz in die Beschreibung einbezogen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise zur Durchführung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere einer vorzugsweisen Ausführungsform hiervon ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen weist, wie an sich bekannt, ein drehbar gelagertes Abrollelement, eine Prägematrize und eine UV-Lichtquelle auf. Die Prägematrize weist ein Negativ der zu prägenden Mikrostruktur auf und ist außen umlaufend derart an dem Abrollelement angeordnet, dass das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur auf der dem Abrollelement abgewandten Seite der Prägematrize angeordnet ist. Weiter ist die UV-Lichtquelle für eine Aushärtung der Mikrostruktur ausgebildet und im Inneren des Abrollelements angeordnet.
Wesentlich ist, dass die UV-Lichtquelle als UV-LED-Element ausgebildet ist und dass die Vorrichtung eine Steuereinheit und ein Erfassungsmittel zum Messen einer physikalischen Größe aufweist, welche physikalische Größe einer Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements entspricht, wobei Steuereinheit, Erfassungsmittel und UV-LED-Element derart zusammenwirkend ausgebildet sind, dass die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements relativ zu der Oberfläche steuerbar ist.
Die Erfindung ist in der Erkenntnis des Anmelders begründet, dass der integrierte Einsatz von UV-LED-Elementen für die simultane Aushärtung von mikrostrukturierten Oberflächen während der Strukturierung zu einer Verringerung der thermischen Belastung der zu strukturierenden Oberfläche, der Prägematrize und der Umgebung führt, weiterhin wird eine Ozonbelastung der Umgebungsluft sowie eine für den Nutzer gefährdende UV-Exposition von Haut und Auge stark reduziert, was in einer Verminderung des sicherheitstechnischen Aufwands und einer Erhöhung der Gesundheits- und Umweltverträglichkeit resultiert. Zusätzlich führt der Einsatz von UV-LED-Elementen zu einem geringeren Bauraumbedarf und einer einfacheren und sicheren Handhabung und ermöglicht somit den Einsatz von handgehaltenen Vorrichtungen zur Mikrostrukturierung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich somit in wesentlichen Aspekten von vorbekannten Verfahren:
Zur Aushärtung der zu prägenden Mikrostruktur wird als UV-Lichtquelle ein UV-LED-Element eingesetzt. Das UV-LED-Element ist in das Abrollelement integriert und durchstrahlt so durch die Prägematrize auf die zu strukturierende Oberfläche, sodass die Prägung und Aushärtung der zu strukturierenden Oberfläche simultan in einem Arbeitsschritt erfolgen kann. Zusätzlich ist die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements steuerbar.
Hierdurch ergeben sich insbesondere die Vorteile, dass die Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen durch den Einsatz von UV-LED-Elementen für die Aushärtung der Oberfläche sicherer sowohl im Hinblick auf Strahlenbelastung als auch auf Bruchgefahr oder ähnliches wird. Weiter vorteilhaft ist, dass eine gezielte Abstimmung des Emissionsspektrums der LEDs des UV-LED-Elements auf das Absorptionsspektrum der zur Vernetzung des Lacks bzw. Polymers notwendigen Photoinitiatoren möglich ist. Zusätzlich erfordert der Einsatz von UV-LED-Elementen einen geringeren Platzbedarf und generiert eine geringere Wärmeentwicklung. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit einer händischen Bedienung der Vorrichtung, was einen kosteneffizienten und flexiblen Einsatz ermöglicht, Zusätzlich ergibt sich durch die Regelung der Beleuchtungsleistung der UV-LED-Elemente in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit der Vorteil, dass eine konstante Flächenbestrahlungsdosis sichergestellt werden kann. Dies ist gerade bei einer handgeführten Vorrichtung nötig, eine gleichmäßige Aushärtung sicherzustellen und um Beschädigungen durch zu hohe Flächenbestrahlungsdosen aufgrund variierender Verfahrgeschwindigkeiten auf der Matrize oder der zu strukturierenden Oberfläche zu vermeiden oder analog eine mangelhafte Aushärtung durch zu geringe Flächenbestrahlungsdosen zu vermeiden.
Im Rahmen dieser Beschreibung bedeutet „physikalische Größe, die einer Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements entspricht”, jeder Wert, der gemessen werden kann und in einem Zusammenhang mit der Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements steht. Beispiel hierfür ist eine Drehgeschwindigkeit des Abrollelements oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des Abrollelements.
Der UV-Bereich ist in verschiedenen Ländern und Normen unterschiedlich definiert. Im Rahmen dieser Beschreibung bedeutet „UV-Lichtquelle”, dass Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich bis zu 410 nm emittiert wird. Analog bedeutet „UV-LED-Element” im Rahmen dieser Beschreibung, dass Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich bis zu 410 nm emittiert wird.
Das Abrollelement ist als ein im wesentlichen zylindrisches Element, zum Beispiel als Rolle oder Walze ausgebildet.
In einer vorzugsweisen Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Halterung, insbesondere für das Abrollelement auf. Die Halterung ist derart an einer Drehachse des Abrollelements angebracht, dass das Abrollelement drehbar gelagert ist. Die Halterung kann zum Beispiel als Bügel oder als Griff ausgebildet sein.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist das Erfassungsmittel als Drehgeber und/oder Inkrementaldrehgeber ausgebildet. Vorzugsweise ist der Inkrementaldrehgeber an der Halterung angeordnet und misst die Drehbewegung des Abrollelements relativ zu der Halterung. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass als physikalische Größe, die einer Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements entspricht, die Drehgeschwindigkeit des Abrollelements in einfacher und bekannter Weise gemessen werden kann. Die Drehgeschwindigkeit des Abrollelements entspricht der Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements und erlaubt so eine einfache und direkte Regelung der Beleuchtungsleistung derart, dass die Beleuchtungsleistung auf der Oberfläche der zu strukturierenden Oberfläche konstant gehalten werden kann.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements mittels D/C-Betrieb, Frequenzmodulation oder Pulsweitenmodulation des UV-LED-Elements steuerbar. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements in einfacher und bekannter Weise eingestellt und zeitnah angepasst, d. h. in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit gesteuert werden kann.
in einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist die Vorrichtung als handgehaltene Vorrichtung ausgebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mit der handgehaltenen Vorrichtung auch komplexe, zum Beispiel stark gekrümmte oder schwer erreichbare Oberflächen strukturiert werden können. Der manuelle Einsatz ermöglicht eine kostengünstige Strukturierung sowohl von flachen als auch komplexen dreidimensionalen Bauteilen mit gekrümmten Oberflächen.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist das UV-LED-Element aus zumindest einer UV-LED, vorzugsweise einer Mehrzahl UV-LEDs, höchst vorzugsweise einer UV-LED-Zeile ausgebildet. Vorzugsweise emittiert die UV-LED Licht mit einer Wellenlänge im Bereich 250 nm bis 410 nm, bevorzugt im Bereich 380 nm bis 410 nm. Bevorzugt ist das UV-LED-Element immobil in Bezug auf das Abrollelement, insbesondere die Drehachse angeordnet und im Wesentlichen parallel zu der Drehachse, d. h. typischerweise senkrecht zur Bewegungsrichtung, angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass aufgrund der kompakten Bauform und des geringen Gewichts nur ein geringer Platzbedarf benötigt wird, um eine ausreichende UV-Bestrahlungsstärke zu erreichen. Die vorteilhafte Ausbildung als UV-LED-Zeile liefert eine möglichst hohe und homogene UV-Bestrahlungsstärke, vorzugweise im Bereich von 1–10 W/cm² und ermöglicht so eine optimierte Arbeitsgeschwindigkeit.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist das UV-LED-Element eine Kühlvorrichtung auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass höhere Beleuchtungsleistungen mit dem UV-LED-Element erzielt werden können. Vorzugsweise ist die Kühlvorrichtung zumindest teilweise im Inneren des Abrollelements angeordnet. Vorteilhafterweise wird so kein zusätzlicher Bauraum außerhalb des Abrollelements benötigt.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist das UV-LED-Element an einem Wärmespreizer angeordnet. Typischerweise ist das UV-LED-Element auf einen Wärmespreizer aufgelötet. Der Wärmespreizer ist typischerweise aus keramischen Material wie Al₂O₃, AlN oder SiC oder einer Metallkernplatine ausgebildet.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung als Aluminiumkühlkörper mit Luftkühlung und/oder Flüssigkeitskühlung ausgebildet. Die Kühlvorrichtung ist im Inneren des Abrollelements angeordnet und vorzugsweise derart angeordnet, dass der Wärmespreizer entwärmt wird. Die Kühlvorrichtung kann als eine Flüssigkeitskühlung ausgebildet sein und/oder mit einem axialen Luftstrom. Bei alleiniger Luftkühlung ergibt sich der Vorteil, dass keine Zufuhr von Kühlflüssigkeit zu dem Abrollelement nötig ist. Somit ist die Vorrichtung auch als handgeführte Vorrichtung mobil einsetzbar und leicht handhabbar.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist die Vorrichtung eine mobile Stromquelle auf. Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen wiederaufladbaren Energiespeicher auf, höchst vorzugsweise wird zumindest die Kühlvorrichtung und/oder das UV-LED-Element hierdurch mit Strom versorgt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine externe Energiezufuhr zu der Vorrichtung nötig ist. Die Vorrichtung kann somit mobil und flexibel, ohne weitere Infrastruktur eingesetzt werden. Dies ist insbesondere bei der Mikrostrukturierung von schwer zugänglichen Oberflächen oder bei mobilen Anwendungen von Vorteil.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist die Vorrichtung optische Mittel zur Fokussierung des UV-LED-Elements auf. Um eine ausreichende Arbeitsgeschwindigkeit zu ermöglichen, wird eine möglichst hohe und homogene UV-Bestrahlungsstärke auf der zu strukturierenden Oberfläche benötigt. Vorteilhafterweise wird das von den UV-LEDs emittierte Licht durch eine Fokussieroptik, vorzugsweise auf einen schmalen Streifen, auf die zu strukturierende Oberfläche fokussiert.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weisen die optischen Mittel zur Fokussierung des UV-LED-Elements zumindest eine Primäroptik und zumindest eine Sekundäroptik auf. Vorzugsweise umfasst die Primäroptik eine Linse, welche das von dem UV-LED-Element emittierte Licht kegelförmig auf die Sekundäroptik abbildet. Vorzugsweise ist die Sekundäroptik als eine lineare Zylinderlinse ausgebildet, welche Zylinderlinse parallel zu einer Längsachse des Abrollelements angeordnet ist. Höchst vorzugsweise ist die Zylinderlinse senkrecht zu einer Verfahrrichtung des Abrollelements angeordnet. Durch die Zylinderlinse wird des Licht auf einen schmalen Streifen auf die zu strukturierende Oberfläche fokussiert. Höchst vorzugsweise ist die Primäroptik und/oder die Sekundäroptik verschiebbar angeordnet, insbesondere radial verschiebbar in Bezug auf das Abrollelement. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Beleuchtungsbereich auf der zu strukturierenden Oberfläche eingestellt werden und in Bezug auf Größe der Fläche und Beleuchtungsintensität variiert werden kann.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist das UV-LED-Element eine Mehrzahl UV-LEDs auf, vorzugsweise eine Mehrzahl UV-LED-Zeilen. Eine UV-LED-Zeile ist typischerweise als lineare Anordnung einer Mehrzahl UV-LEDs in einer Hauptausdehnungsrichtung ausgebildet. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zusätzlich eine Mehrzahl Sekundäroptiken zur Fokussierung der UV-LED-Elemente auf, welche derart angeordnet und ausgebildet sind, dass ein Beleuchtungsbereich der UV-LED-Elemente auf der zu strukturierenden Oberfläche mit einer im Wesentlichen homogenen Beleuchtungsleistung beaufschlagbar ist.
Eine typische vorzugsweise erfindungsgemäße Anordnung könnte derart aussehen, dass neben einer mittleren UV-LED-Zeile jeweils rechts und links zwei zusätzliche UV-LED-Zeilen angeordnet sind. Zwischen den genannten UV-LED-Zeilen und der Prägematrize könnten analog drei Zylinderlinsen derart angeordnet werden, dass jeweils eine Zylinderlinse parallel zu einer der UV-LED-Zeilen, insbesondere parallel zu einer Längsachse des Abrollelements verläuft. Vorzugsweise sind die drei UV-LED-Zeilen in ihrer Hauptausdehnungsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Höchstvorzugsweise derart versetzt, dass zumindest eine der rechten oder linken UV-LED-Zeile, vorzugsweise beide mit einer jeweiligen ersten UV-LED in einer Projektion senkrecht zu der Drehachse des Abrollelements zwischen einer ersten und zweiten UV-LED der mittleren UV-LED-Zeile angeordnet sind. Hierdurch würde sich auf der zu strukturierenden Oberfläche die Überlagerung dreier Gaußfunktionen der jeweiligen UV-LED-Zeilen durch die Zylinderlinsen überlagern und einstellen lassen. Vorteilhafterweise wäre somit die Beleuchtungsintensität auf der Oberfläche verstärkt.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Stützelement für das Abrollelement auf. Das Stützelement ist mit dem Abrollelement derart zusammenwirkend ausgebildet und angeordnet, dass der Beleuchtungsbereich des UV-LED-Elements auf der zu strukturierenden Oberfläche einstellbar ist. Zum Beispiel kann mittels des Stützelements ein Verkippen des Abrollelements bei einem handgeführten Einsatz vermieden werden.
Mit Hilfe des Stützelements kann sichergestellt werden, dass der Bereich der Strukturierung und der Bereich der Aushärtung im Wesentlichen zusammenfallen, d. h. der Bereich in dem die Prägematrize des Abrollelements und die zu strukturierende Oberfläche in Kontakt sind. Eine unerwünschte Kippung der Vorrichtung, insbesondere der Halterung, relativ zu der zu strukturierenden Oberfläche könnte dazu führen, dass der Beleuchtungsbereich in Verfahrrichtung vor oder hinter dem Strukturierungsbereich liegt. Liegt der Beleuchtungsbereich in Verfahrrichtung vor dem Strukturierungsbereich könnte dies dazu führen, dass die zu prägende Oberfläche bereits ausgehärtet ist, bevor die Prägematrize über diesen Bereich gefahren wird. Es ist dann nicht mehr möglich, die Struktur der Prägematrize auf die Oberfläche zu übertragen. Liegt der Beleuchtungsbereich in Verfahrrichtung hinter dem Strukturierungsbereich könnte dies dazu führen, dass die zu strukturierende Oberfläche bei der Trennung von Prägematrize und Oberfläche noch nicht ausreichend ausgehärtet ist. Dadurch kann die Mikrostruktur unscharf werden, zum Beispiel durch Verlaufen. Ebenso kann die zu prägende Oberfläche durch die Prägematrize abgezogen werden oder Reste in der Prägematrize hängen bleiben.
Durch das Stützelement kann eine starre Winkeleinstellung zwischen Oberfläche und Hauptabstrahlungsrichtung der Beleuchtung erreicht werden, vorzugsweise zwischen 70° und 110°, höchst vorzugsweise ein 90°-Winkel, wahlweise ein zum Beispiel vom Benutzer vorgebbarer Winkel, insbesondere im Bereich 70° und 110° vorgebbar.
Das Stützelement kann z. B. als zweites, vorzugsweise kleineres Hilfsabrollelement ausgebildet sein, welches mit dem Hauptabrollelement über einen Verbindungsarm verbunden ist. Hierdurch ergibt sich insbesondere bei handgehaltenen Vorrichtungen der Vorteil, dass eine Fehlbedienung durch ein Verkippen der Vorrichtung relativ zu der Oberfläche vermieden wird.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform sind das Abrollelement und die Prägematrize einstückig ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass das Abrollelement und die Prägematrize mehrschichtig ausgebildet sind. Das Abrollelement besteht vorzugsweise aus einem Glasquarzzylinder, d. h. einem mehrschichtigen Zylinder, der die Formstabilität gewährleistet. Dieser Zylinder ist außen mit der Prägematrize, die das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur aufweist beschichtet. Die Prägematrize kann z. B. aus Silikon ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Silikon aufgrund seiner hydrophoben Eigenschaften die zu prägende Oberfläche, zum Beispiel einen Lack, abstößt und somit verhindert, dass die zu strukturierende Oberfläche abgezogen wird. Ebenso vorteilhaft ist, dass durch die mehrstückige Ausgestaltung ein Wechsel der Prägematrize ermöglicht wird.
In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Steuerelement auf, z. B. einen Drehknopf, zur Einstellung einer materialspezifischen Grundeinstellung abhängig von der zu strukturierenden Oberfläche, Lack- bzw. Polymerdicke oder Pigmentierung. Durch die materialspezifische Grundeinstellung kann zum Beispiel ein Grundbeleuchtungsniveau des UV-LED-Elements eingestellt werden. Die materialspezifische Grundeinstellung kann im Betriebszustand, auch hier zum Beispiel durch Pulsweitenmodulation, an die Verfahrgeschwindigkeit angepasst werden.
Die zuvor beschriebene Aufgabe ist weiterhin gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mikrostrukturierung von Oberflächen umfasst folgende Verfahrensschritte:

A Bereitstellen einer mikrostrukturierbaren Oberfläche, z. B. eines UV-härtbaren Lacks oder Polymers;
B Bewegen einer Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen über die mikrostrukturierbare Oberfläche;
C Aushärten einer in Verfahrensschritt B mikrostrukturierten Oberfläche mittels einer UV-Lichtquelle.

Wesentlich ist, dass in Verfahrensschritt B die Vorrichtung händisch über die Oberfläche bewegt wird und in Verfahrensschritt C des Aushärten mit einem UV-LED-Element erfolgt, wobei die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements in Abhängigkeit von einer Bewegungsgeschwindigkeit des Abrollelements relativ zu der Oberfläche geregelt wird.
Im Rahmen dieser Beschreibung entspricht die Bewegungsgeschwindigkeit der Verfahrgeschwindigkeit relativ zu der Oberfläche.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist ebenfalls die vorgenannten Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind grundsätzlich für Anwendungen geeignet, bei denen komplexe, stark gekrümmte, schwer erreichbare oder kleine Oberflächen mit funktionellen Oberflächen versehen, diese Oberflächen strukturiert oder nach Abnutzung, Verschleiß oder Beschädigung wieder aufgefrischt werden sollen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich daher vorzugsweise

– im Bereich der Tribologie zur Reduktion von aero- und hydrodynamischer Reibung,
– zur Beeinflussung der Benetzungseigenschaften von Oberflächen,
– zur Herstellung selbstreinigender Oberflächen,
– zur Strukturierung von optisch aktiven und schillernden Oberflächen,
– zur Strukturierung von Oberflächen zur haptischen Aufwertung von Werkstücken sowie
– zur Anwendung im Bereich des Kopierschutzes durch Aufbringen von sicht- oder unsichtbaren Oberflächenstrukturen.

Weitere vorzugsweise Merkmale und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren erläutert:
Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen,
2 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels als Schnittdarstellung,
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen mit Stützelement,
4 drei Ausführungsbeispiele der Anordnung von UV-LED-Element und Fokussieroptik in drei Teilabbildungen a bis c.
In den 1 bis 4 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen 1.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Abrollelement 2 mit einer Prägematrize 3. Das Abrollelement 2 ist ein UV-A-transparentes zylinderförmiges Rohr, z. B. aus Glas oder Quarz, vorliegend Glas. Zur einfacheren Handhabung umfasst die Vorrichtung eine Halterung (nicht dargestellt). Die Halterung ist derart an einer Drehachse D des Abrollelements 2 angebracht, dass das Abrollelement 2 drehbar gelagert ist. Die Halterung kann zum Beispiel als Bügel oder als Griff ausgebildet sein.
Das Abrollelement 2 kann einen Durchmesser beispielsweise zwischen 5 und 15 cm und eine Breite zwischen 5 und 30 cm aufweisen. Vorliegend weist das Abrollelement 2 einen Durchmesser von etwa 10 cm auf. Die Prägematrize 3 ist außen umlaufend an dem Abrollelement 2 angeordnet. Dabei weist die Prägematrize 3 ein Negativ einer zu prägenden Mikrostruktur auf, welches an der Außenseite der Prägematrize, d. h. an der dem Abrollelement 2 abgewandten Seite des Prägematrize 3 angeordnet ist. Die Prägematrize ist als abnehmbare Folie, Schlauch oder Beschichtung ausgebildet, beispielsweise aus Silikon, PMMA oder Polycarbonat.
Bei einer Bewegung der Vorrichtung 1 über eine Oberfläche 4 kommt somit die Prägematrize 3 mit dem Negativ der zu prägenden Mikrostruktur in Kontakt mit der Oberfläche 4. Die Bewegungsrichtung ist mit dem Pfeil B gekennzeichnet. Dadurch wird das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur in die Oberfläche 4 eingeprägt, so dass in einem Prägebereich 4.1 eine Mikrostrukturierung der Oberfläche 4 erfolgt. Der strukturierte Bereich 4a weist somit das Positiv der zu prägenden Mikrostruktur auf.
Im inneren des Abrollelements 2 ist eine UV-Lichtquelle, vorliegend ein UV-LED-Element 5 zum Aushärten der Mikrostruktur angeordnet. Das UV-LED-Element 5 ist vorliegend als UV-LED-Zeile ausgebildet. Zur Fokussierung ist an der UV-LED-Zeile 5 eine Primäroptik 6 angeordnet. Der von der Primäroptik 6 ausgehend rotationssymmetrische Lichtkegel wird durch die Sekundäroptik 7, vorliegend eine lineare Zylinderlinse, in einem Streifen senkrecht zur Bewegungsrichtung B der Vorrichtung auf die Oberfläche 4 fokussiert. Dabei ist die Zylinderlinse 7 radial verschiebbar angeordnet, gekennzeichnet durch den Doppelpfeil DP, so dass ein Beleuchtungsbereich 4.2 auf der Oberfläche 4 eingestellt werden kann.
Zur Entwärmung der UV-LED-Zeile 5 ist an der UV-LED-Zeile 5 ein Wärmespreizer 8 angeordnet. Der Wärmespreizer 8 ist aus wärmeleitfähigem Material, vorliegend Al₂O₃ oder AlN ausgebildet. Der Wärmespreizer 8 wird durch einen Aluminiumkühlkörper 9 im Inneren des Abrollelements 2 entwärmt. Der Aluminiumkühlkörper 9 ist durch eine Flüssigkeitskühlung oder einen axialen Luftstrom in den Bereichen 10 kühlbar.
Bei einer Bewegung der Vorrichtung 1 über die Oberfläche 4 wird somit die Mikrostruktur in dem Bereich 4a auf die Oberfläche 4 aufgeprägt. Gleichzeitig erfolgt in dem Beleuchtungsbereich 4.2 ein simultanes Aushärten der geprägten Mikrostruktur durch die Beleuchtung mittels UV-Licht aus der UV-LED-Zeile 5.
Die im Wesentlichen simultane Aushärtung der geprägten Mikrostruktur hat insbesondere den Vorteil, dass keine Lack oder Polymerreste von der Oberfläche in dem Negativ der Prägematrize 3 hängen bleiben.
An dem Abrollelement 2 ist ein Sensor zur Erfassung der Verfahrgeschwindigkeit der Vorrichtung 1 relativ zu der Oberfläche 4 angeordnet, vorliegend ein Inkrementaldrehgeber 15. Der Inkrementaldrehgeber 15 ist an der Halterung an der Drehachse D angeordnet und misst die Drehgeschwindigkeit des Abrollelements 2. In Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit wird die Beleuchtungsleistung der UV-LED-Zeile 5 geregelt. Dies kann durch die Steuerungseinheit (nicht dargestellt) der UV-LED-Zeile 5 mittels Frequenz- oder Pulsweitenmodulation erfolgen. Vorliegend wird die Abrollbewegung durch den Inkrementaldrehgeber 15 in eine Anzahl von Encoderimpulsen, im Bereich 5 bis 500 Impulse pro Grad, vorliegend 10 Impulse pro Grad, umgesetzt. Die Steuerung der UV-LED-Zeile kann in besonders einfacher Weise beispielsweise derart erfolgen, dass jeweils ein Encoderimpuls in einen Lichtblitz umgesetzt wird, so dass eine Frequenzmodulation realisiert ist. Hierdurch wird eine konstante Flächenbestrahlungsdosis auf der Oberfläche 4 unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung 1 sichergestellt.
2 zeigt eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels als Schnitt parallel zu der Drehachse D und der Oberfläche 4 in einer Ansicht von unten, also aus der Richtung der Oberfläche 4.
Die Bewegungsrichtung der Vorrichtung 1 ist durch den Pfeil B gekennzeichnet. Das UV-LED-Element 5 ist als UV-LED-Zeile ausgebildet. Hierfür sind eine Mehrzahl UV-LEDs, beispielhaft gekennzeichnet 5a, 5b, 5c, in einer Reihe angeordnet. Die UV-LED-Zeile 5 verläuft senkrecht zur Bewegungsrichtung B der Vorrichtung. Zur Entwärmung ist die UV-LED-Zeile 5 auf dem Wärmespreizer 8 angeordnet. Zusätzlich ist in dem Abrollelement 2 ein Axiallüfter integriert. Der Axiallüfter 20 ist seitlich an dem Abrollelement 2 angeordnet. Ausgehend von dem Axiallüfter 20 wird das Abrollelement 2 mit einem axialen Luftstrom, gekennzeichnet durch die Pfeile 21.1, 21.2 durchströmt. Die axialen Luftströme 21.1, 21.2 transportieren die Wärme, welche von dem Aluminiumkühlkörper 9 im Inneren des Abrollelements 2 (vgl. 1) abgegeben wird.
An der dem Axiallüfter 20 gegenüberliegenden Seite des Abrollelements 2 ist an der Drehachse D der Inkrementaldrehgeber 15 angebracht. Der Inkrementaldrehgeber 15 erfasst die Drehbewegung, das heißt die Drehgeschwindigkeit des Abrollelements 2, vorzugsweise in °/s. In Abhängigkeit der durch den inkrementaldrehgeber 15 gemessen Drehgeschwindigkeit des Abrollelements 2 kann die Beleuchtungsleistung der UV-LED-Zeile 5 geregelt werden. So kann eine konstante Flächenbestrahlungsdosis auf der Oberfläche 4 sichergestellt werden.
Das Abrollelement 2 ist in Bezug auf die Drehachse D drehbar gelagert. An den beiden Enden der Drehachse D sind Wälzlager 22.1, 22.2 angebracht.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Mikrostrukturierung von Oberflächen mit einem Stützelement 11.
Die Vorrichtung 1 zur Mikrostrukturierung von Oberflächen umfasst wie bereits zu 1 beschrieben ein Abrollelement 2 mit der Prägematrize 3. Des Abrollelement 2 ist als zylinderförmiges Rohr mit der Drehachse D ausgebildet. An der Drehachse D greift ein Verbindungsarm 13 an, der das Abrollelement 2 mit einem Hilfsabrollelement 14 verbindet. Des Hilfsabrollelement 14 ist ebenso wie des Abrollelement 2 zylinderförmig ausgebildet. Vorliegend weist das Hilfsabrollelement 14 einen Durchmesser von etwa 4 cm auf. Der Winkel des Verbindungsarms 13 zwischen Hilfsabrollelement 14 und Abrollelement 2 relativ zu einer Mittelachse M des Abrollelements 2 ist einstellbar. Durch eine Änderung des Winkels ergibt sich eine Verkippung der Vorrichtung 1 relativ zu der Oberfläche 4 und somit eine Verschiebung des Beleuchtungsbereichs 4.2 auf der Oberfläche 4.
Durch das Stützelement 11 kann somit einerseits sichergestellt werden, dass keine unerwünschte Verkippung auftritt, das heißt, dass der Beleuchtungsbereich 4.2 nicht ungewollt relativ zu dem Prägebereich 4.1 verschoben wird. Auf der anderen Seite kann mittels des Stützelements 11 eine gewollte Abweichung zwischen Beleuchtungsbereich 4.2, also dem Bereich der Aushärtung, und Prägebereich 4.1 eingestellt werden.
Die Vorrichtung 1 weist die Drehachse D auf. Das Abrollelement 2 ist in Bezug auf diese Drehachse drehbar gelagert. Vorliegend sind an den beiden Enden der Drehachse jeweils Kugellager vorgesehen, in denen das Abrollelement 2 drehbar gelagert ist. An diese Drehachse kann beispielsweise ein Griff, sowohl schwenkbar als auch starr, angebracht sein (nicht dargestellt).
In 4 sind in drei Teilabbildungen a bis c drei Ausführungsbeispiele der Anordnung von UV-LED-Element 5 und Fokussieroptik dargestellt.
4a zeigt eine Anordnung in der das UV-LED-Element aus drei UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 aufgebaut ist. Die UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 sind auf einem Wärmespreizer 8 angeordnet. Zur Fokussierung des von den UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 emittierten Lichts sind drei Primäroptiken 6.1, 6.2, 6.3 derart angeordnet, dass jeweils eine Primäroptik einer UV-LED-Zeile zugeordnet ist. Die Primäroptiken 6.1, 6.2, 6.3 sind als rotationssymmetrische Linsen ausgebildet, die das von den UV-LED-Zeilen emittierte Licht kegelförmig auf eine Sekundäroptik 7 abbilden. Die Sekundäroptik 7 ist als eine lineare Zylinderlinse ausgebildet. Die lineare Zylinderlinse ist parallel zu der Drehachse D des Abrollelements 2 angeordnet, vgl. 1. Durch die Zylinderlinse 7 wird des Licht auf den Beleuchtungsbereich 4.2, typischerweise einen schmalen Streifen, auf der Oberfläche 4 fokussiert. Der Beleuchtungsbereich 4.2 verläuft im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Zylinderlinse 7 und senkrecht zur Bewegungsrichtung B des Abrollelements 2.
In 4b umfasst das UV-LED-Element 5 drei UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3. Die mittlere UV-LED-Zeile 5.2 ist mit einer Hauptabstrahlungsrichtung senkrecht zu der Oberfläche 4 angeordnet. Die UV-LED-Zeilen 5.1 und 5.3 sind die mittlere UV-LED-Zeile 5.2 flankierend auf einer angenäherten Zylinderfläche im Fokus der Sekundäroptik angeordnet. Die linke UV-LED-Zeile 5.1 ist mit ihrer Hauptabstrahlungsrichtung um ca –20° geneigt. Die rechte UV-LED-Zeile 5.3 ist mit ihrer Hauptabstrahlungsrichtung um ca –20° geneigt. Die UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 sind auf einem gemeinsamen Wärmespreizer 8 angeordnet. Jede UV-LED-Zeile 5.1, 5.2, 5.3 weist eine Primäroptik 6.1, 6.2, 6.3 auf. Die Primäroptiken 6.1, 6.2, 6.3 bilden das emittierte Licht kegelförmig auf die Sekundäroptik 7 ab. Die Sekundäroptik 7 ist vorliegend als lineare Zylinderlinse ausgebildet. Die Zylinderlinse erstreckt sich linear mit einer Hauptausdehnungsrichtung parallel zur Drehachse D der Vorrichtung und somit senkrecht zu der Bewegungsrichtung B. Die Zylinderlinse 7 bildet jede der UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 in einem parallelen Streifen als Beleuchtungsbereich 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3 auf der Oberfläche 4 ab. Auf der Oberfläche 4 überlagern sich somit im Wesentlichen drei Gaußfunktionen der UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3.
4c zeigt eine Anordnung mit drei UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 und drei Zylinderlinsen 7.1, 7.2, 7.3. Die mittlere UV-LED-Zeile 5.2 ist mit einer Hauptabstrahlungsrichtung senkrecht zu der Oberfläche 4 auf einem Wärmespreizer 8.2 angeordnet. Die UV-LED-Zeilen 5.1 und 5.3 sind die mittlere UV-LED-Zeile 5.2 flankierend angeordnet und jeweils auf einem Wärmespreizer 8.1, 8.3 angeordnet. Der linke Wärmespreizer 8.1 ist um ca –40° geneigt und von der mittleren UV-LED-Zeile 5.2 beabstandet. Der rechte Wärmespreizer 8.3 ist um ca. 40° geneigt und von der mittleren UV-LED-Zeile 5.2 beabstandet. An jeder UV-LED-Zeile 5.1, 5.2, 5.3 ist eine Primäroptik 6.1, 6.2, 6.3 angeordnet. In der Hauptabstrahlungsrichtung jeder Primäroptik 6.1, 6.2, 6.3 ist als Sekundäroptik jeweils eine Zylinderlinse 7.1, 7.2, 7.3 angeordnet. Das Licht ausgehend von einer UV-LED-Zeile 5.1, 5.2, 5.3 wird durch die Primäroptik 6.1, 6.2, 6.3 auf die jeweilige zugeordnete Zylinderlinse 7.1, 7.2, 7.3 kegelförmig abgebildet. Durch die Zylinderlinsen 7.1, 7.2, 7.3 erfolgt eine Fokussierung senkrecht zu der Längsachse der Zylinderlinse. Durch die Zylinderlinsen wird das Licht auf einen schmalen Streifen auf der Oberfläche 4 fokussiert. Die Zylinderlinsen 7.1, 7.2, 7.3 sind derart angeordnet, dass sie einen gemeinsamen Fokus 25 auf der Oberfläche 4 aufweisen. In dem Fokus 25 wird das Licht ausgehend von den drei UV-LED-Zeilen 5.1, 5.2, 5.3 überlagert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10346124 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Mikrostrukturierung von Oberflächen (4), welche Vorrichtung (1) ein drehbar gelagertes Abrollelement (2), eine Prägematrize (3) und eine UV-Lichtquelle (5) aufweist, wobei die Prägematrize (3) ein Negativ einer zu prägenden Mikrostruktur aufweist und außen umlaufend derart an dem Abrollelement (2) angeordnet ist, dass das Negativ der zu prägenden Mikrostruktur auf der dem Abrollelement (2) abgewandten Seite der Prägematrize (3) angeordnet ist und wobei die UV-Lichtquelle (5) für eine Aushärtung der Mikrostruktur ausgebildet und im Inneren des Abrollelements (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Lichtquelle (5) als UV-LED-Element (5) ausgebildet ist und dass die Vorrichtung (1) eine Steuereinheit und ein Erfassungsmittel (15) zum Messen einer physikalischen Größe aufweist, welche physikalische Größe einer Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements (2) entspricht, wobei Steuereinheit, Erfassungsmittel (15) und UV-LED-Element (5) derart zusammenwirkend ausgebildet sind, dass die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements (5) in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Abrollelements (2) relativ zu der Oberfläche (4) steuerbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (15) als Drehgeber und/oder Inkrementaldrehgeber ausgebildet ist, insbesondere dass das Erfassungsmittel an einer Halterung angeordnet ist und die Bewegung des Abrollelements (2) relativ zu der Halterung misst.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements (5) mittels D/C-Betrieb, Frequenzmodulation und/oder Pulsweitenmodulation des UV-LED-Elements (5) regelbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als handgehaltene Vorrichtung (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-LED-Element (5) aus zumindest einer UV-LED, bevorzugt einer Mehrzahl UV-LEDs ausgebildet ist, insbesondere bevorzugt einer UV-LED-Zeile, welche im Wesentlichen senkrecht zu einer Bewegungsrichtung (B) der Vorrichtung (1) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-LED-Element (5) eine Kühlvorrichtung (9) aufweist, bevorzugt, dass die Kühlvorrichtung (9) zumindest teilweise im Inneren des Abrollelements (2) angeordnet ist, insbesondere bevorzugt, dass die Kühlvorrichtung (9) einen Kühlflüssigkeitskreislauf aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem UV-LED-Element (5) ein Wärmespreizer (8) angeordnet ist, insbesondere ein Wärmespreizer (8) mit Flüssigkeitskanälen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (9) als Aluminiumkühlkörper mit Luftkühlung und/oder Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine mobile Stromquelle, insbesondere einen wiederaufladbaren Energiespeicher aufweist, insbesondere, dass die Kühlvorrichtung (9) eine mobile Stromquelle, insbesondere einen wiederaufladbaren Energiespeicher aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) optische Mittel (6, 7) zur Fokussierung des UV-LED-Elements (5) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Mittel (6, 7) zur Fokussierung des UV-LED-Elements (5) zumindest eine Primäroptik (6) und zumindest eine Sekundäroptik (7) aufweisen, insbesondere dass die Sekundäroptik (7) eine lineare Zylinderlinse umfasst, welche Zylinderlinse parallel zu einer Längsachse (D) des Abrollelements (2), insbesondere senkrecht zu einer Verfahrrichtung des Abrollelements (2), angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-LED-Element (5) eine Mehrzahl UV-LEDs aufweist, bevorzugt eine Mehrzahl UV-LED-Zeilen, und die optischen Mittel (6, 7) zur Fokussierung des UV-LED-Elements (5) eine Mehrzahl Sekundäroptiken aufweisen, welche derart angeordnet und ausgebildet sind, dass ein Beleuchtungsbereich (4.2) des UV-LED-Elements (5) auf der zu strukturierenden Oberfläche (4) mit einer im Wesentlichen homogenen Beleuchtungsleistung beaufschlagbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Stützelement (11) für das Abrollelement (2) aufweist, welches Stützelement (11) mit dem Abrollelement (2) zusammenwirkend ausgebildet und angeordnet ist, dass der Beleuchtungsbereich (4.2) des UV-LED-Elements (5) auf der zu strukturierenden Oberfläche (4) einstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrollelement (2) und die Prägematrize (3) einstückig ausgebildet sind.
Verfahren zur Mikrostrukturierung von Oberflächen (4), welches folgende Verfahrensschritte umfasst: A Bereitstellen einer mikrostrukturierbaren Oberfläche (4), zum Beispiel eines photosensitiven Lacks; B Bewegen einer Vorrichtung (1) zur Mikrostrukturierung von Oberflächen über die mikrostrukturierbare Oberfläche (4); C Aushärten der mikrostrukturierten Oberfläche mittels einer UV-Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt B die Vorrichtung (1) händisch über die Oberfläche (4) bewegt wird und in Verfahrensschritt C das Aushärten mit einem UV-LED-Element (5) erfolgt und dass die Beleuchtungsleistung des UV-LED-Elements (5) in Abhängigkeit von einer Bewegungsgeschwindigkeit des Abrollelements (2) relativ zu der Oberfläche (4) gesteuert wird, so dass vorzugsweise eine konstante Beleuchtungsdosis erzielt wird.